前端装载机设计的一种简化动态模型[外文翻译].doc

附件C：译文


前端装载机设计的一种简化动态模型

摘要：前端装载机是野外建筑设备行业中不可缺少的一种机器。一个工作机器子系统（液压，机械，电气）之间复杂的相互作用是一个典型的例子，车辆和基于具体工况操作的模型间相耦合的动态模型目前用来帮助量化整个系统的性能、效率和操作性能。然而，这些模型很复杂，也并不是反映某个单独子系统所必需的。在这种设计过程中有很大的增值空间，尤其是在新车的原型设计中，发展中的简化模型法可以迅速而准确地界定系统的负载能力和性能。本文提出了一种分量动态模型，它分离出前端装载机的动臂和铲斗连杆系统是为了达到载荷设计的目的。这种模型包含的静态方程通过控制阀控制液压缸里的液压动态性能，还有铲斗切削刃上的土壤和工具的相互作用力（土的被动载荷）。由于运用了凯恩方法，铲斗连杆机构的多刚体模型的运动方程控制得到了发展。该模型旨在加快结构设计、动臂的分析、铲斗连杆系统，也可能为系统的优化带来有用的信息，动态仿真的输出数据用来与现场机器的实验数据比较。
关键词：前端装载机，动态模型，凯恩方法。

1 引言
前端装载机是复杂、经常非线性、子系统间存在相互作用（液压、机械和电气）的工作机器中一个典型的例子[1]。车辆的整体动态模型和基于具体工况操作的模型代表目前最先进的动态模拟技术，是为了达到量化系统的性能、功率和操控性能的目的而出现的。但是，这些因素的正确模拟由于变化无常的工作环境和工作任务而变得复杂。虽然整体模拟可能提供机器整机性能和功率的最优方案，但是这些模型很复杂而且出于设计的目的它并不总是描述某个子系统的运动所必需的。准确的、简化的模型的发展能加快设计过程，尤其是在新车型的原型设计中，它是很有研究价值的，也提供了这次研究的动机。