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辽宁 1_程技术人学硕十学位论文3.3反铲工作装置的运动分析 由 3.2 中 对反铲 工作装 置的结构特 点及运 动特性 的分析可 知，其各部件运 动轨 迹受 多重结 构制约 及边界条件 的限制 ，表达式 必然十分 的复杂。为简化之，本文特采用以下方法，先分析固定坐标系方式下反铲工作装置各个机构的运动特性，得到一系列运动方程; 再选用变换矩阵法来进行综合运 动分 析，同时得到 数学 公式表述更 简洁且有利 于计算机 编程 的运动关系方程 。 反铲 装置的 具体 结构型式 有多种 ，按运动 学分析 ，其 中有实质差别的机构型式不过几种，且它们之间还存在着许多共同点，现对最典型的结构型式作详细的运动分析，当反铲机构的几何参数确定以后，反铲机构的运动就取决于动臂油缸的长度 LL,、斗杆油缸的长度 LL: 和铲斗油缸的长度LL3，现选取固定直角坐标系 XOY 对反铲机构进行运动分析。3.3.1动臂运动分析户习 习o, yp}tli Gz}dyfi lmd4斌嗽es丫乙，川汤图3-2动臂运动计算简图图 3-3动臂摆角范围( I) 动臂的摆角ol i是动臂油缸长度 L, 的函数，动臂上任意一点在任一时刻的坐标值也都是 L. 的函数，如下图3- 3所示。 在 △ACB 中，据余弦定理知; B,一Cos-' [(以+军一LL,12Ls .41( 3 一 1 )当LL, =吞mi。时，如图 3- 3 所示日。lj.、=Cos ,仪殡十鲜一Lmi.i/2Ls'L,]...... .....⋯⋯(3一2)辽宁 I 程技术大学硕十学位论文当LI, = 石.。时0'...=- s -,I(fs十麟一L,_ ' 12L, -4 1.....⋯⋯，.⋯，二(3一3)动 臂 的摆 角范 围为:971m. =叹， 一召- 11..⋯( 3 一 4 )动 臂 的瞬 间摆 角为:97,= 6,一91.i。一( 3 一5 ) ( 2) 动臂上端点 F 的坐标值也是动臂油缸长度 LL; 的函数，求 F 点坐标 。 如 图 3- 3 所 示ago=LBCU =材一a. ( 3 一6 )由图知a2, = L UCF = a,。一“: 二，二，..⋯( 3 一 7 )故 图中几 何关 系知 :X ,, = X,. + L, ·cos a2,Y 二Y 十L, -sin a21二_ ( 3 一9 )式中: a2,为L.与X 轴夹角，取逆时针方向为正。 ( 3) 动臂的油缸作用力臂 e,如图 3- 3 所示，在 △ABC 中; e, - LL,= L, ·L, sin B, 二( 3 一 9 )故e, = ((L, - L, JLL, )l sin 01 当动臂油缸长度 LL.分别取为 Llmi。和 Lima、时，由上式可求得 动臂机构的起始和终了力臂值 e,。和 elz，从图中可看出动臂油缸的最大作 用力臂值“Imax0L5，此时，动臂油缸长度L‘一了云二飞歹。3.3.2斗杆运动分析 如下图 3- 4 所示，D 点为斗杆油缸与动臂的饺点，F 点为动 臂与斗杆 的铰 点，E 点 为斗杆 油缸与斗杆 的铰点 。