钻孔设备是掘进机中重要的组成部分,主要的功能为钻孔,在使用过程中是以力学为主要特征进行研制的,所以针对钻孔机械手进行讨论,以实现更加稳定的性能。整个钻孔机械手的空间结构是掘进机重要环节,对其进行有效的设计可以有效的提升使用性能。以下提出的空间结构主要的设计方法是自顶向下,所以实现了折叠型的设计要求。在今后的发展中,通过力学原理对钻孔机械手的性能进行进一步的优化,可以实现更加良好的使用效果,由此在工程建设中得到发展。
为研究机械手在钻孔工作过程中的动力学响应情况,建立机械手的刚柔耦合动力学数学方程,再以有限元法和多体动力学软件为基础,建立机载钻孔机械手的刚柔耦合动力学模型。以钻头工作过程中的随机工作阻力为载荷,研究伸缩臂的大刚度小变形与钻杆的小刚度大变形对机械手的动态性能的影响。通过对比仿真结果可知,钻杆、伸缩臂的柔性变形对钻头的运动精度影响很大,但其对钻头的速度、加速度影响相对较弱。研究结果表明,利用刚柔耦合模型,能够有效模拟机械手在钻孔过程中的动力学响应过程,为机械手的智能控制研究提供依据。
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