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起重机n阶伸缩臂带超起装置的临界力数值解法研究
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作者 姚峰林 李建东 +2 位作者 高有山 杨浩 孟文俊 《机械设计》 北大核心 2025年第1期70-77,共8页
起重机伸缩臂的受力状况和起升性能可以通过安装超起装置进行改善和提高。然而,目前还没有有效、精确的数值方法来求解带超起装置的伸缩臂临界力。文中将带超起装置的伸缩臂简化为阶梯柱加双拉索模型,并基于纵横弯曲理论建立了挠曲微分... 起重机伸缩臂的受力状况和起升性能可以通过安装超起装置进行改善和提高。然而,目前还没有有效、精确的数值方法来求解带超起装置的伸缩臂临界力。文中将带超起装置的伸缩臂简化为阶梯柱加双拉索模型,并基于纵横弯曲理论建立了挠曲微分方程组,推导了屈曲特征方程及递推公式。同时,建立了联合超越方程组,采用Levenberg-Marquardt最优化算法求解临界力及长度系数。通过与ANSYS有限元仿真结果的对比分析,验证了所提方法的正确性和准确性。文中所提方法可适用于任意臂节数、臂节长度、截面惯性矩、拉索长度及两拉索夹角的情况,并对带超起装置的伸缩臂结构设计具有工程应用价值。 展开更多
关键词 伸缩臂 超起装置 屈曲特征方程 递推公式 超越方程组 数值求解
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大长细比伸缩臂的稳定系数研究
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作者 姚峰林 杨浩 +1 位作者 谢长开 孟文俊 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期54-58,63,共6页
伸缩臂作为起重机上的重要受力部件,现有的研究集中在对临界力的求解上,还没有对其稳定系数进行过详细分析。结合最大强度理论,将伸缩臂简化为阶梯柱模型,对其不同截面形式的稳定系数进行数值计算,并利用ANSYS进行仿真验证,证明文中假... 伸缩臂作为起重机上的重要受力部件,现有的研究集中在对临界力的求解上,还没有对其稳定系数进行过详细分析。结合最大强度理论,将伸缩臂简化为阶梯柱模型,对其不同截面形式的稳定系数进行数值计算,并利用ANSYS进行仿真验证,证明文中假设。求解系数值与GB/T3811-2008中的稳定系数表进行对比分析,通过16组数据的对比可以发现在大长细比下二阶阶梯柱模型的稳定系数总是大于等截面直柱模型的稳定系数,结果证明,在对伸缩臂进行稳定性计算时使用现有GB/T3811-2008中的稳定系数是会产生较大的误差。因此这里提出一种计算伸缩臂稳定系数的方法,误差最大可控制在1.409%。 展开更多
关键词 伸缩臂 阶梯柱 大长细比稳定系数 稳定性计算
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船用绳驱动并联打磨机器人二阶积分终端自适应滑模控制策略研究
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作者 赵世龙 王生海 +4 位作者 何云鹏 韩广冬 李建 陈海泉 孙玉清 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期207-219,236,共14页
在船舶建造和维护过程中,人工打磨难度大、效率低、风险高,因此打磨作业成为船舶行业转型升级中的痛点之一。为此,提出一种船用绳驱动并联打磨机器人(cable-driven parallel grinding robot,CDPGR)。首先,采用Lagrange法建立了包含船舶... 在船舶建造和维护过程中,人工打磨难度大、效率低、风险高,因此打磨作业成为船舶行业转型升级中的痛点之一。为此,提出一种船用绳驱动并联打磨机器人(cable-driven parallel grinding robot,CDPGR)。首先,采用Lagrange法建立了包含船舶运动的CDPGR动力学模型。将打磨机构工作时的反作用力和船舶运动作为动力学模型的外部扰动。其次,因CDPGR在实际应用中易受到上述扰动的影响,且现有控制器控制精度不高,所以基于动力学模型提出了一种二阶积分终端自适应滑模控制器(second-order integral terminal adaptive sliding mode control,SOITASMC),并采用Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。进一步,在包含上述复杂工况的影响下,通过仿真验证了SOITASMC的有效性,并与现有控制器进行了对比。最后,搭建了CDPGR的缩比样机并进行了试验。试验条件下,SOITASMC较现有控制器稳态位置误差平均减小了0.05 m,稳态角度误差平均减小了1.09°,上升时间平均减小了0.8 s。并对打磨前后的铁板部分图像进行二值化处理,结果表明该部分铁板的光滑率从22.34%上升至69.51%。试验结果验证了SOITASMC的优越性和CDPGR实际打磨的有效性。此相关研究可为绳驱动并联机器人的实船应用提供新的思路与方法。 展开更多
关键词 绳驱动并联机器人 打磨机器人 动力学分析 二阶积分终端自适应滑模控制
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三自由度绳驱动波浪补偿装置的动力学建模与振动特性分析
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作者 李建 王生海 +3 位作者 赵世龙 王建立 韩广冬 孙玉清 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期220-231,共12页
受波浪运动的影响,在使用起重机进行海上补给作业的过程中,吊具容易产生不良运动,严重影响了补给作业的效率和安全性。为实现船用起重机在横摇、纵摇和升沉方向上的波浪补偿功能,提出了一种三自由度绳驱动波浪补偿装置;首先,考虑到不均... 受波浪运动的影响,在使用起重机进行海上补给作业的过程中,吊具容易产生不良运动,严重影响了补给作业的效率和安全性。为实现船用起重机在横摇、纵摇和升沉方向上的波浪补偿功能,提出了一种三自由度绳驱动波浪补偿装置;首先,考虑到不均匀装载工况,基于Newton-Euler法建立了补偿装置的动力学模型,并通过Adams虚拟样机仿真验证了数学模型的正确性;其次,对不均匀装载工况下的绳索张力分布情况进行分析,得到了吊具重心位置的危险分布区域;再次,采用特征值法求解补偿装置的一阶固有频率,得到了载荷质量、绳索刚度以及吊具位姿对补偿装置一阶固有频率的影响规律;最后,在理论分析的基础上,通过试验验证了补偿方案的可行性,并证明了数学模型的正确性。 展开更多
关键词 波浪补偿 船用起重机 绳驱动 动力学分析 振动特性
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某七节折臂式起重机伸缩臂截面尺寸优化
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作者 陈勇 刘吉 陈君宝 《湖北汽车工业学院学报》 2024年第2期25-28,共4页
针对七节折臂式起重机伸缩臂截面进行了尺寸优化设计,旨在实现轻量化,提高机动性和承载能力。运用Solidworks进行伸缩臂的参数化建模,结合Ansys中间复合材料设计方法,生成了一系列样本数据并采用NSGA-II算法进行优化,最终确定最佳的截... 针对七节折臂式起重机伸缩臂截面进行了尺寸优化设计,旨在实现轻量化,提高机动性和承载能力。运用Solidworks进行伸缩臂的参数化建模,结合Ansys中间复合材料设计方法,生成了一系列样本数据并采用NSGA-II算法进行优化,最终确定最佳的截面尺寸。优化结果显示,在保持结构安全性和可靠性的前提下,改进后的伸缩臂减重率达到15.07%,验证了优化方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 折臂式起重机 参数化建模 轻量化 NSGA-Ⅱ算法
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160 t伸缩臂式铁路起重机吊臂结构仿真分析与验证试验 被引量:1
6
作者 郑云鹏 《铁道技术监督》 2024年第12期74-77,共4页
以160 t伸缩臂式铁路起重机吊臂为研究对象,对其结构、材质、运用工况及承受载荷进行分析。使用ANSYS有限元软件对不同工况下吊臂结构进行刚度和强度仿真计算,并对样机进行吊重试验,验证仿真分析的准确性。结果表明,新设计的160 t伸缩... 以160 t伸缩臂式铁路起重机吊臂为研究对象,对其结构、材质、运用工况及承受载荷进行分析。使用ANSYS有限元软件对不同工况下吊臂结构进行刚度和强度仿真计算,并对样机进行吊重试验,验证仿真分析的准确性。结果表明,新设计的160 t伸缩臂式铁路起重机吊臂结构强度及刚度符合设计要求,确认吊臂结构安全、可靠。 展开更多
关键词 铁路起重机 吊臂结构 刚度 强度 验证试验
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多节桁架臂伸缩技术研究
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作者 于潜 田源 +1 位作者 刘义 武宏伟 《科技创新与生产力》 2024年第7期113-115,共3页
本文指出伸缩桁架臂是一种先进的桁架臂技术,可以降低运输成本,提高拆装效率。通过研究桁架臂的伸缩方式,对比各种伸缩机构的优劣势,为桁架臂实现伸缩提供理论支持,为桁架臂伸缩技术在桁架臂起重机中的应用奠定基础。
关键词 起重机 桁架臂 伸缩
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起重机n阶伸缩臂架稳定性的递推公式及数值解法 被引量:6
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作者 姚峰林 孟文俊 +4 位作者 赵婕 张志德 申昌宏 闫俊慧 刘海波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期2533-2538,共6页
基于纵横弯曲理论建立了n阶伸缩臂阶梯柱的微分方程组,并利用数学归纳法推导出n阶阶梯柱压杆稳定性的递推公式。针对递推公式中的超越方程,结合结构受力特征,列写补充方程,使用Levenberg-Marquardt数值最优化算法求解了具有n个未知数的... 基于纵横弯曲理论建立了n阶伸缩臂阶梯柱的微分方程组,并利用数学归纳法推导出n阶阶梯柱压杆稳定性的递推公式。针对递推公式中的超越方程,结合结构受力特征,列写补充方程,使用Levenberg-Marquardt数值最优化算法求解了具有n个未知数的超越方程组。利用此算法求解出的长度系数与GB/T3811—2008中的结果和ANSYS 17.0结果进行对比,结果表明,此算法的精度优于其他算法的精度,并且长度系数具有一定的非线性,因此在实用过程中,小范围内的线性插值是可行的。对于大截面的阶梯柱,使用线性插值计算,临界力的误差较大。 展开更多
关键词 伸缩臂 阶梯柱 递推公式 超越方程 数值求解
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基于多目标遗传算法的起重机吊装路径规划 被引量:15
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作者 邓乾旺 高礼坤 +1 位作者 罗正平 李枭 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期63-69,共7页
采用改进遗传算子操作策略的遗传算法以解决起重机三维空间多目标吊装路径的规划问题.首先建立起重机作业场景和位姿空间的数学模型,将起重机的空间多自由度路径规划问题转化成平面路径点的求解问题.然后确定以吊装路径最短、安全性最... 采用改进遗传算子操作策略的遗传算法以解决起重机三维空间多目标吊装路径的规划问题.首先建立起重机作业场景和位姿空间的数学模型,将起重机的空间多自由度路径规划问题转化成平面路径点的求解问题.然后确定以吊装路径最短、安全性最好和运动形式变化最少为优化目标,通过添加记忆算子为插入算子和变异算子选取合适的方向和步长进行多目标优化操作.实验证明该算法能综合考虑多种因素,并能同时提供不同特点的路径供决策者选择. 展开更多
关键词 多目标优化 遗传算法 记忆算子 空间多自由度路径规划
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弹性支撑阶梯柱侧向位移与稳定性的精确分析 被引量:7
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作者 都亮 陆念力 兰朋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期993-996,共4页
为了得到平面内弹性支撑阶梯柱刚度与稳定性问题的精确解,对箱形阶梯柱平面内受力模型进行了合理等效。基于纵横弯曲理论,建立了弹性支撑条件下变截面阶梯柱挠曲微分平衡方程,结合边界条件,得到了任意阶变截面阶梯柱端部挠度及结构失稳... 为了得到平面内弹性支撑阶梯柱刚度与稳定性问题的精确解,对箱形阶梯柱平面内受力模型进行了合理等效。基于纵横弯曲理论,建立了弹性支撑条件下变截面阶梯柱挠曲微分平衡方程,结合边界条件,得到了任意阶变截面阶梯柱端部挠度及结构失稳特征方程的精确递推表达式,从而给出工程中起重机常用节数箱形伸缩臂平面内失稳特征方程的显式表达。将所得的计算结果与ANSYS软件细分单元后的计算结果进行比较分析,验证了推导公式的正确性,从而为工程设计提供了简单、快捷、精确的变截面阶梯柱变形与屈曲临界力确定方法。 展开更多
关键词 微分方程法 稳定性分析 箱形伸缩臂 弹性约束 二阶效应 阶梯柱 侧向位移
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基于MultiGen Creator和Vega工程机械仿真研究 被引量:5
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作者 夏显明 陈宁 +1 位作者 佘建国 刘炜 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2005年第6期79-83,共5页
计算机技术和虚拟现实技术的发展为工程机械仿真提供了有效的支持,而工程机械运动及作业环境仿真是实践操作和决策的重要依据。文中论述Multigen Creator和Vega虚拟现实软件开发工程机械仿真应用程序的过程及关键技术。同时,并以悬臂式... 计算机技术和虚拟现实技术的发展为工程机械仿真提供了有效的支持,而工程机械运动及作业环境仿真是实践操作和决策的重要依据。文中论述Multigen Creator和Vega虚拟现实软件开发工程机械仿真应用程序的过程及关键技术。同时,并以悬臂式起重机为研究对象,探讨了仿真应用程序的开发框架,分析了Multigen Creator建模技术,研究了应用程序平台开发的理论方法。 展开更多
关键词 虚拟现实 MULTIGEN CREATOR VEGA 建模 软件平台
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臂架变幅机构负载下降时的平稳性研究 被引量:7
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作者 王子坡 胡军科 +1 位作者 杨文彬 桂永恒 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期783-787,815,共6页
文章以25m高空作业车为例,分析了臂架抖动的原因,建立了变幅机构液压回路的AMESim模型,通过仿真分析得出回油路节流阀、平衡阀控制油路阻尼孔及平衡阀导压比等因素对变幅油缸运动的影响,对解决臂架变幅下降时的抖动现象具有一定的指导... 文章以25m高空作业车为例,分析了臂架抖动的原因,建立了变幅机构液压回路的AMESim模型,通过仿真分析得出回油路节流阀、平衡阀控制油路阻尼孔及平衡阀导压比等因素对变幅油缸运动的影响,对解决臂架变幅下降时的抖动现象具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 变幅机构 平稳性 平衡阀 AMESIM软件 高空作业车
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基于经验模态分解和模型缩聚的动力响应重构方法研究 被引量:13
13
作者 邹云峰 付正亿 +3 位作者 何旭辉 卢玄东 阳劲松 周帅 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期67-75,共9页
大型工程结构自由度数量巨大,采用现有基于全局有限元模型的时域方法重构此类结构动力响应效率低、计算难度大,因此,提出一种结合经验模态分解和模型缩聚的动力响应重构方法。基于模态综合法,将有限元全模型适当划分为多个子结构,通过... 大型工程结构自由度数量巨大,采用现有基于全局有限元模型的时域方法重构此类结构动力响应效率低、计算难度大,因此,提出一种结合经验模态分解和模型缩聚的动力响应重构方法。基于模态综合法,将有限元全模型适当划分为多个子结构,通过坐标转换,得到自由度数目更少的超单元模型,结合带有间歇准则的经验模态分解法进行重构。由于该方法无需考虑各子结构边界条件,有效地降低了有限元模型相关物理参数矩阵的维度,较大地提高了响应重构的计算效率,更适用于大型复杂工程结构的动力响应重构。结合悬臂梁数值模拟算例,验证了该重构方法的高效性,并研究了噪声及主模态数量对重构效果的影响。结果表明,提高噪声水平对重构精度有一定影响,且主模态数量对重构精度影响不大。 展开更多
关键词 经验模态分解法 模型缩聚 大型复杂工程结构 数值模拟 子结构
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面向轻量化目标的起重机伸臂结构设计及截面尺寸优化 被引量:13
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作者 张磊 于世杰 +3 位作者 徐进友 蹤雪梅 张立平 董磊 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第6期124-133,共10页
为满足工程上对大吨位和小质量起重机的追求,实现起重机伸臂轻量化设计目标,在QY25K5型起重机伸臂主要结构参数尺寸的基础上,通过UG软件对伸臂进行了数字化设计,建立了CAD模型。根据GB/T 3811—2008,确定了在典型危险工况下,伸臂的工作... 为满足工程上对大吨位和小质量起重机的追求,实现起重机伸臂轻量化设计目标,在QY25K5型起重机伸臂主要结构参数尺寸的基础上,通过UG软件对伸臂进行了数字化设计,建立了CAD模型。根据GB/T 3811—2008,确定了在典型危险工况下,伸臂的工作载荷、许用应力及许用挠度,并对伸臂的强度、刚度及1阶屈曲模态进行仿真分析。根据分析结果,以伸臂截面尺寸作为优化设计变量,分别通过Inspire和ANSYS软件对伸臂上盖板和腹板厚度进行尺寸优化,得到两组板厚优化值;根据起重机设计标准及工程上常用的钢板厚度确定了上盖板和腹板的厚度,生成伸臂的轻量化设计方案,减重率可达15.2%。对伸臂力学性能进行校核,结果表明:设计方案在符合起重机典型危险工况下,满足强度、刚度及稳定性的要求,达到减重的目的。综合两种优化方案优化的方法,可为起重机伸臂轻量化设计提供参考。 展开更多
关键词 起重机伸臂 结构设计 轻量化设计 尺寸优化 仿真分析 截面
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考虑大变形的汽车起重机受限空间下倾覆稳定性分析 被引量:7
15
作者 滕儒民 姜宏图 +2 位作者 谢涛 王欣 王宏宇 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期151-159,共9页
针对汽车起重机为减少地基投入或受到原有环境限制导致支腿无法完全伸展的现象,以QY25T汽车起重机为例,对其在受限空间内倾覆稳定性决定的最大起重量计算方法进行了研究,并考虑了支腿最大压力及臂架非线性变形对最大起重量的影响.结果表... 针对汽车起重机为减少地基投入或受到原有环境限制导致支腿无法完全伸展的现象,以QY25T汽车起重机为例,对其在受限空间内倾覆稳定性决定的最大起重量计算方法进行了研究,并考虑了支腿最大压力及臂架非线性变形对最大起重量的影响.结果表明,支腿最大压力会限制最大起重量,且臂架的非线性变形在臂架较长时,其变形情况可以使得倾覆力矩最大增加了20.60%,因此需要添加合理的安全系数. 展开更多
关键词 汽车起重机 受限空间 倾覆稳定性 支反力 臂架非线性变形
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基于云模型和EAHP的起重机金属结构健康评估 被引量:10
16
作者 梅潇 王鑫 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2020年第6期200-204,共5页
针对起重机金属结构健康评估过程中模糊性与随机性并存的问题,提出一种基于云模型和EAHP的多层次分级评估方法。以云模型相关理论为基础,计算各评估指标隶属不同评判等级的确定度,实现模糊概念的随机表示。在评估指标赋权计算中,运用EAH... 针对起重机金属结构健康评估过程中模糊性与随机性并存的问题,提出一种基于云模型和EAHP的多层次分级评估方法。以云模型相关理论为基础,计算各评估指标隶属不同评判等级的确定度,实现模糊概念的随机表示。在评估指标赋权计算中,运用EAHP改进传统点值表示的判断矩阵,生成可信度更高的指标权重。根据各层指标的确定度和权重逐层计算得到评估对象的综合确定度,从而确定整机结构的健康等级。通过相关案例验证了该方法的准确性与有效性。 展开更多
关键词 金属结构 健康评估 云模型 EAHP
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基于综合赋权法的起重机金属结构安全评价 被引量:9
17
作者 陈涛 赵章焰 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期168-171,共4页
针对层次分析法计算的权重主观性较强和利用样本评价时需要大量样本的问题,研究基于综合赋权法的起重机金属结构安全评价,运用层次分析法,利用专家经验计算主观权重,运用多元线性回归法,利用评价样本计算样本权重,运用线性组合原理将主... 针对层次分析法计算的权重主观性较强和利用样本评价时需要大量样本的问题,研究基于综合赋权法的起重机金属结构安全评价,运用层次分析法,利用专家经验计算主观权重,运用多元线性回归法,利用评价样本计算样本权重,运用线性组合原理将主观权重和样本权重合理组合,得到综合权重;通过计算金属结构评价值,获得起重机金属结构安全等级。以门座起重机金属结构为评价实例,验证评价方法的可行性和有效性,为起重机金属结构的安全评价提供技术支持。 展开更多
关键词 起重机 综合赋权法 多元线性回归 安全评价 金属结构 层次分析法
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高空作业平台CAN总线控制系统设计 被引量:3
18
作者 段晨东 方孟虎 黄林刚 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2011年第2期318-321,共4页
介绍了采用ARM9嵌入式控制器设计高空作业平台CAN总线控制系统的实现方法;在分析蜘蛛型高空作业平台结构和工作原理的基础上,以ARM9嵌入式控制器为核心,把高空作业平台控制系统分成主控制器、远程操作控制器和吊篮操作控制器等3个功能... 介绍了采用ARM9嵌入式控制器设计高空作业平台CAN总线控制系统的实现方法;在分析蜘蛛型高空作业平台结构和工作原理的基础上,以ARM9嵌入式控制器为核心,把高空作业平台控制系统分成主控制器、远程操作控制器和吊篮操作控制器等3个功能相对独立的子系统,通过CAN总线相连,构成高空作业平台控制系统;这种系统模式减少了高空作业平台上下车之间的连线,提高了系统的可靠性;另外,根据安全使用的要求和设备动作之间的关系,在硬件和控制软件设计时引入各个动作的逻辑约束以避免误操作的发生,保证了操纵的正确性和安全性;经过调试试验表明,该系统有效地实现了高空作业平台的动作控制,具有良好的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 高空作业平台 嵌入式控制器 CAN总线 控制系统
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桁架臂式工程起重机回转运动的多体动力学仿真 被引量:4
19
作者 孙光复 张立山 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第4期348-351,共4页
基于柔性多体动力学理论,选取包含吊臂转动,吊重摆动及吊臂弹性变形的广义坐标,构建了起重机的多体动力学模型.对某大型桁架臂式工程起重机的回转工况进行了计算机仿真研究,驱动力由给定的回转加速度确定,得到了吊臂的动态响应,结果显... 基于柔性多体动力学理论,选取包含吊臂转动,吊重摆动及吊臂弹性变形的广义坐标,构建了起重机的多体动力学模型.对某大型桁架臂式工程起重机的回转工况进行了计算机仿真研究,驱动力由给定的回转加速度确定,得到了吊臂的动态响应,结果显示回转加速度是影响结构动态特性的主要因素,其最大动力响应发生在回转制动阶段. 展开更多
关键词 桁架臂式起重机 工程起重机 回转运动 多体动力学 仿真
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基于模糊集理论的岸桥加高施工过程失效模式及影响分析 被引量:2
20
作者 孙远韬 秦仙蓉 +1 位作者 周兆伟 张氢 《中国工程机械学报》 北大核心 2018年第1期1-5,9,共6页
大型工程施工涉及大量的设备和多个环节,其过程存在很多复杂、潜在的风险.将模糊理论与失效模式及影响分析(Failure Modes and Effect Analysis,FMEA)结合,以天津港某岸桥加高工程为例,建立模糊语言集和与其对应的模糊数,将不同的专家... 大型工程施工涉及大量的设备和多个环节,其过程存在很多复杂、潜在的风险.将模糊理论与失效模式及影响分析(Failure Modes and Effect Analysis,FMEA)结合,以天津港某岸桥加高工程为例,建立模糊语言集和与其对应的模糊数,将不同的专家知识和经验进行有效的应用,尽力消除了不同专家评价时的主观因素对于结果的影响偏差,以提高FMEA的准确性.利用最低合理可行准则,从众多潜在失效模式中,分级确定危险程度,以便在施工过程中监控各危险源. 展开更多
关键词 失效模式及影响分析(FMEA) 潜在失效模式 模糊集理论 最低合理可行准则
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