超高压水射流破拆机器人液压系统设计与研究

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1、硕士学位论文超高压水射流破拆机器人液压系统设计与研究DesignandResearchonHydraulicsystemofUltra-highPressureWaterJetDemolitionRobot作者姓名：杨文举苗德华教授导师（职称）：邓三鹏教授学科（专业）：机械工程提交论文日期：2016年1月分类号：学校代码：10066密级：学号：03M080613040超高压水射流破拆机器人液压系统设计与研究DesignandResearchonHydraulicsystemofUltra-hig

2、hPressureWaterJetDemolitionRobot作者姓名：杨文举苗德华教授导师（职称）：邓三鹏教授一级学科：机械工程学科（专业）：机械工程年级：2013级提交论文日期：2016年1月学位授予单位：天津职业技术师范大学I独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本

3、研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日II摘要

4、在我国，混凝土的主要原料水泥的产量已经达到世界第一位，混凝土构造物体量庞大。城镇化建设过程中不仅需要采用混凝土构造承重体，有时还需要对旧混凝土建筑物进行拆除，不仅如此，建国初期所建设的大型混凝土构造物，由于大部分已经达到服役年限，需要进行破碎和修复，而采用传统机械破碎方式不仅效率低下，易造成环境污染和材料浪费。采用移动机器人平台搭载超高压水射流喷枪，可以在多种环境下对混凝土建筑物进行破碎拆除而不损伤内部结构以及周边混凝土材料性能，优势明显。而破拆机器人作为一种工程机械，液压控制系统是设计的关键。

5、本文通过对国内外超高压水射流破拆机器人进行研究，建立破拆机器人机械臂架虚拟样机，设计破拆机器人液压控制系统，通过联合ADAMS与AMESim软件，对机械臂虚拟样机进行模拟破拆研究，得到破拆机器人进行破拆作业的部分关键参数。本文的主要研究内容有：1）对国内外超高压水射流破拆机器人的应用现状进行分析，总结破拆机器人整机系统设计要求，采用现代设计方法对超高压水射流破拆机器人机械臂架进行重新设计。分析超高压水射流破拆机器人液压驱动系统组成，设计破拆机器人移动底盘以及机械臂各运动液压驱动系统，主要包括机械

6、臂架托盘移动机构，支架翻转机构，喷枪摆动机构，夹头摆动机构几个部分的液压驱动系统。分析机械臂架驱动运动机构的液压回路特性以及部分驱动部件的选择要点。2）采用AMESim构建破拆机器人底盘驱动及机械臂液压系统仿真模型，通过设置不同的仿真参数，模拟不同工况下破拆机器人运动时液压系统的内部参数，采用该软件对液压系统的控制特性进行仿真分析，并对比理论计算结果，验证仿真模型的正确性。3）在破拆机器人液压控制系统仿真系统平台上，联合ADAMS软件构件构建超高压水射流破拆机器人机械臂联合仿真平台，对仿真平台接

7、口进行相关设置，实现液压系统模型驱动机械虚拟样机，模拟破拆动作，获得系统控制数据以及虚拟样机动作参数，对仿真结果参数进行系统分析，确定破拆机器人实际工作参数。关键词：超高压水射流，破拆机器人，机械臂，液压系统，联合仿真IIIAbstractInChina,thetotalproductionofcementwhichisthemainrawmaterialforconcretehasrankedfirstoneintheworld.Wehaveahugeamountofconcreteconst

8、ructionobjects.Intheprocessofurbanization,concretewasusedtobuildload-bearingbodystructure.Andsametimesweneedtodemolishtheoldconcretebuilding.Furthermore,theservicelifeoflargeconcretestructureintheearlydayshasbeenreached.Thoseobjectsshouldbecrushedand