针对液压挖掘机虚拟样机建模与作业过程动态仿真

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1、·信息技术·罗君扬，等·液压挖掘机虚拟样机建模与作业过程动态仿真液压挖掘机虚拟样机建模与作业过程动态仿真罗君扬．林述温(福州大学机械工程及自动化学院。福建福州350108l摘要：利用参数化设计软件Pr0／E完成了液压挖掘机的参数化建模，对模型进行了虚拟装配，得到了虚拟样机模型，通过对液压挖掘机虚拟样机进行运动仿真分析，有助于理解和分析实际机械装置运动过程，并提供相应的改进机构设计的信息。关键词：液压挖掘机；参数化建模；运动学仿真中图分类号：TP391．9文献标志码：B文章编号：1671．5276(2015)05．0105．03Modeli

2、ngandDynamicSimulationforVirtualPrototypeofHydraulicExcavatorLU0Junyang．LINShuwen(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)Abstract：ThispaperusesPro／EsoftwaretodeveloptheparametermodelofthehydraulicExcavatorandconductthevirtualassem-

3、bly，andthencompleteitsvirtualprototype．Bythekinematicssimulation，itconducestocomprehendandanalysestheactualprocessofthemechanicalmotionandprovidestheinformationforimprovingthestructuredesign．Keywords：hydraulicexcavator；parametricmodeling；kinematicssimulation液压挖掘机在工业与民用建筑、

4、道路建设、水力、矿直角坐标系，使轴与地平面重合，Y轴与挖掘机回转中山、市政工程等土石方施工中均占有重要位置．并反映了心线重合。则斗齿尖所在的坐标值就表示挖掘半这些行业的施工机械化水平，是交通运输、能源开发、城镇径，Y坐标值Yv为正值时就表示挖掘高度，为负值时表示建设以及国防施工等各项工程建设的重要施工设备，是国挖掘深度。民经济建设迫切需要的装备。重视和加速挖掘机改进创新，稳定提高产品品质，满足用户需求，对加速现代化工程建设有着重大的意义Ll]。挖掘机的设计水平关系到最终产品的品质。而设计过程中技术的先进与否、数字化程度的高低，很大程度上决

5、定了机械产品设计开发的周期、品质和成本。在工程设计中已得到广泛应用的计算机辅助技术就是这些先进技术的代表。现利用计算机辅助设计技术，建立液压挖掘机各部件参数化模型，并对模型进行了虚拟装配，得到了虚拟样机模型．通过对液压挖掘机虚拟样机作业工况进行运动仿真分析，检查运动中的干涉，以验证设计的合理性及可行性。图1液压挖掘机工作装置几何参数简图1液压挖掘机工作装置的运动分析1．1动臂的运动液压挖掘机的工作装置是采用连杆机构的原理．而各从图1可知，动臂摆角UCF是动臂油缸．的函数。部分的运动通过液压缸的伸缩来实现的，从而完成挖掘作动臂上任意一点在任

6、一时刻的位置坐标也都是厶的业。其中，动臂与动臂油缸组成动臂连杆机构(简称动臂函数。机构)，斗杆与斗杆油缸组成斗杆连杆机构(简称斗杆机动臂的摆角LUCF构)，铲斗与铲斗油缸及连杆机构组成铲斗连杆机构(简=LUCA=53．12。(1)称铲斗机构)．各部分之间采用销轴铰接方式。工作装置LACU=o_／18Oxlr(2)的几何位置取决于动臂液压缸的长度厶、斗杆液压缸的LACB=arccos((f52十72一)／(2x／5xl7))(3)长度￡和铲斗液压缸的长度厶。显然，、和厶为某一LBCU=／_ACB-／ACU(4)组确定值时工作装置就相应处于一

7、个确定的几何位置。液压挖掘机工作装置几何参数简图如图1所示，设计平面LBCF=arccos((f；+一z；2)／(2xl7xl1))(5)作者简介：罗君扬(1975-)，男，福建福州人，实验师，硕士，研究方向：CAD／CAM／CAE。MachineBuildingAutomation，Oct2015，44()：J～107·1O5·