摘要: |
针对传统起重设备的一个不足之处:重物是悬挂于一点的,起重设备只能控制重物在垂直轴方向的运动,而不能控制重物在其它方向的运动,同时在起吊的过程中受外力的影响较大,容易造成重物的摆动,从而引起威胁。这样就对操作人员的素质要求比较高,普通的操作人员操作时不容易定位。为此,本文对绳牵引并联机构在集装箱吊装方面的应用作了一定的理论研究。绳牵引并联机构具有结构简单、负载高、速度快等特点适于充当起重机构,而采用六自由度的绳牵引并联起重设备可以对重物实行六个自由度的精确控制,达到更高的作业效率。
从机构的构型入手,首先指出了绳牵引并联机构与多指抓取之间的联系,由此引出了六自由度绳牵引并联起重设备的约束类型,然后,通过比较分析不同约束类型机构的优缺点,得到了本文设计欲采用的六自由度绳牵引并联起重设备的约束类型;再通过考虑机构中绳的布置问题和基础平台、动平台铰链点的布置问题,最终设计出了六自由度绳牵引并联起重设备的结构模型。
通过对绳牵引并联起重设备的分析,得到了其运动学逆解模型方程;然后通过对速度、加速度的分析得到了动平台和绳索之间速度、加速度关系的一般性结论,并通过仿真验证了该结论的正确性。在动力学方面,通过牛顿一欧拉方程建立了六自由度绳牵引并联起重设备的动力学模型方程,接着介绍了六自由度绳牵引并联起重设备控制系统欲采用的控制方法。
在工作空间方面,大部分学者都是对机构的位置工作空间进行研究,本文就从新的角度出发,对绳牵引并联起重设备的方位空间进行了研究,给出了计算方位空间的算法,绘出了方位空间的形状并进一步研究了影响方位空间的因素,同时应用Matlab对其进行编程和仿真,并得到了对应的结果。
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