原文传递
全自动收放一体式路锥收放装置结构设计与仿真及控制系统设计
| 论文题名： | 全自动收放一体式路锥收放装置结构设计与仿真及控制系统设计 |
| 关键词： | 路锥收放装置;提升装置;收放流程;智能控制;动力学仿真 |
| 摘要： | 随着高速公路行业的迅速发展和人民经济能力的提高，私家车数量迅速提高，对路面的损伤空前加剧，高速公路的养护工作也越来越艰巨。在保养和养护的过程中，路锥的摆放工作作为保养的开端就显得尤为重要。在人工摆放、回收路锥的过程中，养护工作人员的生命安全得不到保障。市场上大多数的车载式路锥收放装置降低工作人员在工作中的风险，同时也可以提高路锥收放的工作效率，但仍需工作人员在车上进行协助。因此，研发一种全自动路锥收放装置对保护高速公路养护工作人员安全以及提高高速公路养护机械化水平都有着非常重要的现实意义。论文的主要研究结论如下： （1）综合分析国内外路锥收放装置的结构特点和工作原理，确定全自动路锥收放装置的结构设计方案。依据路锥收放装置的主要性能指标，优化路锥收放装置的工作流程，利用SolidWorks软件对其进行三维建模和虚拟装配，搭建了路锥收放装置实体模型，为后续仿真分析奠定基础。 （2）建立了路锥收放装置中外部框架和路锥叉取提升装置的有限元分析模型，并进行结构强度分析，得到两装置位移形变云图和等效应力云图。仿真结果表明，在极限位置工况时，两装置最大形变均小于1mm，最大等效应力均远小于许用应力，结构强度设计可靠。 （3）利用ADAMS虚拟样机仿真软件对路锥收放装置中机械手和路锥叉取提升装置进行动力学仿真分析，得到两装置的速度、加速度和扭矩时域曲线。仿真结果表明，机械手、叉取提升装置运动过程中速度平缓，无干涉、卡顿、运动死角出现，运动曲线与设计预想速度曲线相吻合，能够准确完成预定动作，并对工作时序进行优化。 （4）基于路锥收放装置性能要求和控制流程，完成了路锥收放装置的控制系统设计。选择西门子S7-1200PLC作为总控制器，完成了路锥收放装置控制系统的程序设计，并通过了仿真调试，验证了控制程序的可行性。 （5）搭建了路锥收放装置模型试验平台。利用试验平台，对路锥收放装置进行了模拟试验。结果表明，各部件运动所需时间与设计值基本一致，可在设计时间内完成预定动作；各结构动作能够按预设轨迹收放路锥，装置设计合理。 |
| 作者： | 吴一尘 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张志峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
