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隧道清洗车工作装置的结构分析与避障研究
| 论文题名： | 隧道清洗车工作装置的结构分析与避障研究 |
| 关键词： | 隧道清洗车;机械臂;避障系统;结构设计;有限元仿真 |
| 摘要： | 隧道内部环境好坏，直接影响行车安全。为了使车辆在隧道内有良好的运行环境，保证行车安全，必须对隧道内壁进行清洗、维护。面对日益增长的隧道里程数，清洁维护工作十分艰巨。目前，我国隧道养护水平还较低，甚至还停留在人工清洁的水平，不仅效率低，还会对隧道内行驶的车辆及作业人员造成安全隐患，如果封闭隧道进行清洁，又会对交通造成严重的影响。因此，有必要针对公路隧道机械化养护技术开展研究，以适应全国公路隧道养护的需求，进一步提高我国公路隧道的养护管理水平。 隧道清洗车是一种集机、电、液于一体的自动化高端产品，主要用于各种隧道内壁的清洁，在复杂的工况下，隧道清洗车需要具有良好的适应性和可靠性，本文主要研究工作包括以下几个方面: 1.为了改善隧道清洗车的技术性能和经济性能，首先对隧道清洗车的关键构件进行选材设计。针对曾经发生的大臂断裂现象，在分析构件失效原因的研究基础上，应用模糊综合评价方法进行材料选择的定量分析，通过对四种常用材料的分析比较，应用模糊综合评判得出的结果表明:Q235A钢在使用性、工艺性、经济性等方面具有明显的优势。 2.进一步采用现代设计理念和方法进行结构设计，通过对隧道清洗车的一、二节臂进行了受力分析、三维建模和有限元仿真，研究了隧道清洗车机械臂在不同工况下作业时的应力分布与变形情况，对隧道清洗车关键结构进行了改进，达到了优化设计的目的，满足了隧道清洗车的机械臂强度和刚度要求。 3.为了提高清洗效果，保证作业安全，完成了对工作装置的自动避障系统设计。本文研究的隧道清洗车采用滚刷、喷水冲洗的方式来清洁隧道壁，其工作装置的自动避障系统包括检测装置和控制装置两部分，使清洗过程中遇到障碍时能够自动避让障碍物，能在一定范围内自动调节清洗刷与隧道壁间的距离，清洗刷转轴中心与隧道壁能够自动调节，与工作面始终保持在设定的（如40-50厘米）最佳距离，以保证清洗效果和安全。 4.最后通过对隧道清洗车工作装置及避障系统的性能测试，达到了提高清洁效果、提高清洁效率、有效降低人工劳动成本的目的。研究工作对提高隧道清洗的机械化和自动化水平具有重要的意义。 |
| 作者： | 徐有军 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李迎;涂金龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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