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论文依托“十一五”国家科技支撑计划资助项目(项目编号2006BAD11A15)“多功能林木采育作业关键技术装备研究与开发”,进行多功能林木联合采育机执行机构负荷传感液压系统研究。以林木联合采育机执行机构为对象,研究液压系统泵与负载匹配、执行机构轨迹规划的节能性与操控性。主要工作:论文分析执行机构主要动作:主臂升降、副臂收放、伸缩臂伸缩、伐木头工作、工作臂回转以及其它辅助动作。确定执行机构运动学动力特性要求、复合动作要求、主要技术参数:自由度、定位精度、工作范围、最大工作速度及液压参数。根据工况分析推导臂部运动驱动力计算。执行机构是一具有多自由度的特种工程机械机构。机构经常起动、制动、换向、外负载变化很大、冲击和振动多,对液压系统要求高。对开式系统和闭式系统、中位常开换向阀系统与中位常闭换向阀系统部分流量时功率损失分析,负载传感液压系统适合多执行部件机构。1)论文研究工作臂变幅机构采用单个液压缸和两个并联液压缸液压两种布置方案。工作臂变幅机构主参数是变幅速度和变幅力(力矩),变幅缸伸缩速度用几何方法;变幅缸推力用静力学方法。确定变幅缸有关参数后可确定液压系统参数。执行机构液压系统基本回路:工作臂回路、伐木头回路。控制阀是集合各种功能阀件的多路阀。根据选用的高压变量泵,执行机构主阀选用闭芯、分片式结构高压负荷传感多路阀。整个液压系统采用一台带有负荷传感控制变量泵为各工作装置提供压力油。2)建立液压模型包括负荷传感泵、可调节流阀、负荷传感管路以及执行器(负载)等。通过对液压模型研究,执行机构液压系统为非线性时变系统。对执行机构液压系统进行仿真,充分考虑整个油路容积特性、液动力等因素。通过仿真验证负荷传感液压系统特性,得出负载与压力、流量关系曲线。负荷传感系统输出流量由负荷传感阀阀开口度决定,与外负载无关。3)论文建立工作臂系统三自由度动力学方程,推导工作臂系统最大操作速度方程,并进行自由度影响分析。进行混合力与位置控制分析,求解液压执行元器件有效驱动力与关节驱动力矩,得出6阶的控制方程。为了验证液压系统,论文对执行机构进行运动仿真,求解执行机构末端(伐木头)运动速度和加速度变化曲线。执行机构负荷传感液压系统具有稳定性和可控性。4)根据电液比例位置、速度控制系统原理,建立系统的数学模型。通过建立仿真模型,利用Matlab-Simulink对系统的动态性能进行计算机仿真。并对仿真结果进行分析,仿真结果对执行机构研究提供强有力的理论支持。通过理论分析和计算机仿真确定该系统的标称模型。确定执行机构电液比例液压系统控制参数,设计基于CAN-Bus执行机构电液比例控制方式。根据研究结果搭建林木联合采育机执行机构负荷传感液压系统实验物理样机,对负荷传感液压系统节能效果与操作特性进行实验分析,验证负荷传感系统具有良好的节能效果及操纵特性。