✈   阪上走丸,  势如竹破     ✈     肇庆端州区升降车出租,    肇庆四会升降车出租,    肇庆鼎湖区升降车出租      怎么分析二自由度高空作业车辆在复杂地形下作业的稳定性??          除了研究车辆在越障过程中的稳定性外，还需进一步研究车辆在复杂地形下作业的稳定性。对于高空作业工程车辆在复杂地形下作业时的稳定性问题，国内外相关研究较少，因为大多数情况下高空作业工程车辆在工作时位置是不动的，车辆的状态较为单一，通常都采用车辆静态稳定性的分析方法来分析车辆在工作时的稳定性。但是车辆在工作时，工作装置加上工作装置抓取的材料重量很大时，工作装置的快速运动会引起车辆受力状态的改变以及整个车辆质心的变化，容易造成车辆的倾翻，因此需要分析高空作业工程车辆在工作时的稳定性。

           1二自由度高空作业车辆作业的动力学模型,     二自由度高空作业车辆的伸缩臂装置通过液压系统驱动，伸缩臂臂与前车体相连接，它可以在连接处绕垂直轴左右回转，回转系统采用杠杆式双液压缸驱动方式，左右回转的角度范围为[-70°，70°]。可以实现二自由度高空作业车辆在不同角度、不同高度、不同距离的伸缩臂作业。二自由度高空作业车辆和其伸缩臂装置可简化为刚体，通过多刚体动力学方法建立伸缩臂时的动力学模型。二自由度高空作业车辆的坐标系:    后车体的侧偏角，前车体的侧偏角为2，横摆角为1；伸缩臂装置和前车体通过左右横摆和上下俯仰的铰关节相连接，惯性系IIIIOxyz原点在前车体和伸缩臂装置的横摆铰中心，Ix轴沿前车体纵轴方向向前，Iz轴垂直于前车体前桥和纵轴的平面向上；在伸缩臂装置和前车体连接的横摆铰中心建立坐标系aOxyz，ax轴与前车体的纵轴夹角为1，az轴垂直于前车体前桥和纵轴的平面向上；在伸缩臂装置和前车体的俯仰铰中心建立坐标系bbbbOxyz，bx轴沿动臂轴线与ax轴夹角为2，by轴垂直于动臂和斗杆的平面；在动臂和斗杆铰点中心建立坐标系cOxyz，cx轴沿斗杆轴线与动臂的夹角为3，cy轴垂直于动臂和斗杆的平面。

         二自由度高空作业车辆在伸缩臂作业时，车体行进到工作位置固定，只有工作装置进行一系列的伸缩臂作业。工作装置的动臂和斗杆可简化成杆长度为2al和2bl的杆，动臂和斗杆的质心均在杆的中点，铲斗和伸缩臂物可看作3m的集中质量点。伸缩臂装置的转动关节力矩为1M，2M，3M，则工作中。通过坐标变换可得，在惯性坐标系下，动臂质心aM，斗杆质心bM，伸缩臂物质心3M的坐标,   设动臂在惯性系中的角速度为maω，斗杆在惯性系中的角速度为mbω，则根据角速度矢量合成原则，可得动臂和斗杆在惯性系下的角速度分别.    通过欧拉矩阵变换，动臂和斗杆的角速度maω、mbω在各自的本体坐标系下可表示为：建立二自由度高空作业车辆伸缩臂装置的动力学模型，采用拉格朗日方程建立伸缩臂装置的动力学方程,   系统的动能为： 系统的势能为： 采用虚功虚位移原理求解对应的广义力，令虚位移0j，其余虚位移为0，通过计算可得对应的广义力为，可以求得伸缩臂装置的驱动力矩1M、2M、3M。设动臂和斗杆的角加速度为0，则质心am，bm，3m在惯性系下的加速度可表示为：应用达郎贝尔原理，计算伸缩臂装置在工作过程中对二自由度高空作业车辆的前车体作用力IF和力矩IM，在惯性系下可表示为.   

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         2二自由度高空作业车辆作业的稳定性分析,    二自由度高空作业车辆分为前后两部分，在伸缩臂作业时，由于动臂和斗杆运动的影响，前车体在车辆作业过程中容易发生倾翻，根据车辆的倾翻判定准则，前车体的车轮2W垂向受力为零时，前车体绕1OW轴倾翻。根据前车体受力分析，如果保持车辆在伸缩臂作业处于稳定状态时，绕轴1OW的稳定力矩需要大于倾翻力矩。在车辆伸缩臂作业过程中，由于工作装置和物料的运动，产生了对前车体的附加作用力和作用力矩，虽然前车体在工作过程中是静止的，但其受力状况和静态稳定性分析时完全不同。车辆在工作过程中的状态参数包括动臂斗杆间夹角，转动角速度，以及挖斗内物料重量，这些参数的变化都会影响车辆在伸缩臂过程中的失稳坡角，车辆的最小失稳坡角不再是恒定值。

           3二自由度高空作业车辆作业稳定性仿真分析和实验,     当二自由度高空作业车辆伸缩臂作业时，抓斗中伸缩臂物质量对前车体的倾翻稳定性有很大的影响。设车辆的纵向轴线和坡底线平行，即前车体的横摆角1为0，伸缩臂装置的动臂和斗杆相对静止，只有绕IZ轴的转动角速度1，忽略伸缩臂装置的质心加速度和角加速度，令2=20°，3=60°，设1=60°/s，当铲斗中的物料重量分别为0kg和200kg时，根据公式，通过仿真分析，可求得前车体在临界倾翻状态下车辆的侧倾角随伸缩臂装置的转动角1的变化曲线。根据二自由度高空作业车辆伸缩臂作业时的稳定性分析结果可知，当铲斗中的物料重量为0时，前车体倾角2和伸缩臂装置转动角1在虚线围成的区域内，前车体是稳定的；当铲斗中的物料重量为200kg时，前车体倾角2和伸缩臂装置转动角1在实线围成的区域内，前车体是稳定的；由于前车体倾角2的范围为[-40°，40°]，伸缩臂装置转动角1的范围为[-70°，70°]，所以前车体在伸缩臂过程中的稳定性应该是以上区间的交集，为斜虚线区域。在二自由度高空作业车辆伸缩臂稳定性试验中，在前车体上的前桥位置上方安装陀螺仪，车辆的伸缩臂装置和车体纵轴对齐，在动臂上安装陀螺仪，两陀螺仪的初始位置姿态相同，车辆直线运动到坡面地形上，此时陀螺仪测量的侧倾角2即为坡面地形的坡角，车辆静止不动，当伸缩臂装置的挖斗空载和满载时，使伸缩臂装置左右回转，测量动臂转动过程中的横摆角，并观察车辆的稳定性。通过测试，得到前车体在不同的侧倾角下，伸缩臂装置的横摆角变化曲线。当挖斗空载时，动臂平均转动角速度约50°/s，车辆在坡度为32°的斜坡上能保持稳定状态，当挖斗满载时，动臂平均转动角速度约24°/s，车辆在坡度为32°的斜坡上能保持稳定状态。二自由度高空作业车辆在伸缩臂稳定测试的坡角和对应的动臂转动角度全部落在稳定区间内。

           首先研究了二自由度高空作业车辆的静态稳定性，并通过实验得到了车辆临界静态稳定性下侧倾角随转向角变化的曲线；然后，对二自由度工程车辆的动态稳定性进行了研究，通过仿真和实验相结合的方法，研究了二自由度高空作业车辆在复杂地形下运动的稳定性；最后，分析了二自由度高空作业车辆在复杂地形下作业时的稳定性。

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