液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)建模與作業(yè)過程動(dòng)態(tài)仿真

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1、·信息技術(shù)·羅君揚(yáng)，等·液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)建模與作業(yè)過程動(dòng)態(tài)仿真液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)建模與作業(yè)過程動(dòng)態(tài)仿真羅君揚(yáng)．林述溫(福州大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院。福建福州350108l摘要：利用參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件Pr0／E完成了液壓挖掘機(jī)的參數(shù)化建模，對(duì)模型進(jìn)行了虛擬裝配，得到了虛擬樣機(jī)模型，通過對(duì)液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，有助于理解和分析實(shí)際機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)過程，并提供相應(yīng)的改進(jìn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息。關(guān)鍵詞：液壓挖掘機(jī)；參數(shù)化建模；運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真中圖分類號(hào)：TP391．9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1671．5276(2015)05．0105．03ModelingandDynamicSimu

2、lationforVirtualPrototypeofHydraulicExcavatorLU0Junyang．LINShuwen(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，F(xiàn)uzhouUniversity，F(xiàn)uzhou350108，China)Abstract：ThispaperusesPro／EsoftwaretodeveloptheparametermodelofthehydraulicExcavatorandconductthevirtualassem-bly，andthencompleteitsvirtualpro

3、totype．Bythekinematicssimulation，itconducestocomprehendandanalysestheactualprocessofthemechanicalmotionandprovidestheinformationforimprovingthestructuredesign．Keywords：hydraulicexcavator；parametricmodeling；kinematicssimulation液壓挖掘機(jī)在工業(yè)與民用建筑、道路建設(shè)、水力、礦直角坐標(biāo)系，使軸與地平面重合，Y軸與挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)中山、市政工程等土石方施工中均占

4、有重要位置．并反映了心線重合。則斗齒尖所在的坐標(biāo)值就表示挖掘半這些行業(yè)的施工機(jī)械化水平，是交通運(yùn)輸、能源開發(fā)、城鎮(zhèn)徑，Y坐標(biāo)值Yv為正值時(shí)就表示挖掘高度，為負(fù)值時(shí)表示建設(shè)以及國(guó)防施工等各項(xiàng)工程建設(shè)的重要施工設(shè)備，是國(guó)挖掘深度。民經(jīng)濟(jì)建設(shè)迫切需要的裝備。重視和加速挖掘機(jī)改進(jìn)創(chuàng)新，穩(wěn)定提高產(chǎn)品品質(zhì)，滿足用戶需求，對(duì)加速現(xiàn)代化工程建設(shè)有著重大的意義Ll]。挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)水平關(guān)系到最終產(chǎn)品的品質(zhì)。而設(shè)計(jì)過程中技術(shù)的先進(jìn)與否、數(shù)字化程度的高低，很大程度上決定了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的周期、品質(zhì)和成本。在工程設(shè)計(jì)中已得到廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)就是這些先進(jìn)技術(shù)的代表?，F(xiàn)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技

5、術(shù)，建立液壓挖掘機(jī)各部件參數(shù)化模型，并對(duì)模型進(jìn)行了虛擬裝配，得到了虛擬樣機(jī)模型．通過對(duì)液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)作業(yè)工況進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，檢查運(yùn)動(dòng)中的干涉，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性及可行性。圖1液壓挖掘機(jī)工作裝置幾何參數(shù)簡(jiǎn)圖1液壓挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)分析1．1動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)液壓挖掘機(jī)的工作裝置是采用連桿機(jī)構(gòu)的原理．而各從圖1可知，動(dòng)臂擺角UCF是動(dòng)臂油缸．的函數(shù)。部分的運(yùn)動(dòng)通過液壓缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)的，從而完成挖掘作動(dòng)臂上任意一點(diǎn)在任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)也都是厶的業(yè)。其中，動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸組成動(dòng)臂連桿機(jī)構(gòu)(簡(jiǎn)稱動(dòng)臂函數(shù)。機(jī)構(gòu))，斗桿與斗桿油缸組成斗桿連桿機(jī)構(gòu)(簡(jiǎn)稱斗桿機(jī)動(dòng)臂的擺角LUCF構(gòu))，鏟斗

6、與鏟斗油缸及連桿機(jī)構(gòu)組成鏟斗連桿機(jī)構(gòu)(簡(jiǎn)=LUCA=53．12。(1)稱鏟斗機(jī)構(gòu))．各部分之間采用銷軸鉸接方式。工作裝置LACU=o_／18Oxlr(2)的幾何位置取決于動(dòng)臂液壓缸的長(zhǎng)度厶、斗桿液壓缸的LACB=arccos((f52十72一)／(2x／5xl7))(3)長(zhǎng)度￡和鏟斗液壓缸的長(zhǎng)度厶。顯然，、和厶為某一LBCU=／_ACB-／ACU(4)組確定值時(shí)工作裝置就相應(yīng)處于一個(gè)確定的幾何位置。液壓挖掘機(jī)工作裝置幾何參數(shù)簡(jiǎn)圖如圖1所示，設(shè)計(jì)平面LBCF=arccos((f；+一z；2)／(2xl7xl1))(5)作者簡(jiǎn)介：羅君揚(yáng)(1975-)，男，福建福州人，實(shí)驗(yàn)師

7、，碩士，研究方向：CAD／CAM／CAE。MachineBuildingAutomation，Oct2015，44()：J～107·1O5·