分析 了 混凝 土 泵 车 传 统臂 架 连 杆 机 构 的 运 动 链 ，提 出 了一 种 双 油缸 连 杆 机 构 。对 该 种 连 杆 机 构进 行 了几 何 建模 ，并把模 型导入 了有限元软件 中进行 了分析 。分析结果显示 ：新型双油缸连杆机 构与传统连杆机构相 比，具有重量轻 、 受力简单 以及油缸力 小的特点。该连杆机构设计对混凝土泵车设计具有一定的参考价值。 关 键 词 ：混 凝 土 泵 车 运 动 链 双 油 缸 臂 架 连杆 机构 有 限元 分 析 中图分类号：THl22 文献标 识码：A 文章编号 ：1000—4998(2013)01—0011-03 混 凝 土 泵 车 臂 架 属 于 悬 臂 梁 结 构 ． 一 般 由 4～7 节 臂 架 和 其 相 邻 的 连 杆 机 构 组 成 ． 图 1所 示 为 5节 臂 架 系 统 完 全 水 平 展 开 的 情 况 臂 架 之 间 的 连 杆 机 — 产 — 了 — — — — 连杆 构1＼ 连杆 构2／ 连杆机／构3l连杆机／构4 ／ 连杆机／构5 { 骨挈1 ＼ 骨架2 ＼ 骨 3 ＼ 骨雒4 骨 5 二 生二= ≥ = ： -二一 ===l— —— 一 — 一 一 构 皆 为 平 面 连 杆 机 构 ，一 般 采 用 液 压 油 缸 驱 动 。臂 架 系 统 相 当 于 一 个 巨 型 机 械 手 臂 ． 由 5个 自 F}1度 为 l的平 面 闭 式 链 通 过 臂 架 串联 成 一 个 自 由 度 为 5的 平 面 开 式 链 机 构臂 架 系 统 的 最 大 优 点 是 动 作 灵 活 ． 在 其 工 作 范 围 内 (除 臂 架 完 全 伸 长 的 情 况 外 )，臂 架 末 端 在 某 一 点 上 工 作 时 ．臂 架 系 统 有 无 穷 种 姿 态 可 以 实 现 。 实 现 这 一 点 需 要 臂 架 之 间 的 转 角 要 很 大 ．一 般 要 求 转 角 超 过 18O。．有 的 甚 至 超 过 270o。 臂 架 之 间 的 连 杆 机 构 一 般 根 据 空 间 限 制 、 转 角 需 求 选 用 不 同 类 型 的 连 杆 机 构 。 对 于 泵 车 臂 架 的 设 计 来 说 ．重 量 是 一 个 十 分 重 要 的参 数 ．如 何 设 计 优 化 连 杆 机 构 ．并 使 之 符 合 空 间 限 制 的 要 求 成 为 关 键 本 文 基 于 6 杆 机 构 提 出 了 双 油 缸 驱 动 的 7 杆 机 构 ，与 传 统 6杆 机 构 性 能 相 比 ，具 有 更 多 优 点 ，对 混 凝 土 泵 车 设 计 具 有 一 定 的 参 考 价 值 1 新型双油缸 连杆 机构 对 现 有 混 凝 土 泵 车 臂 架 系 统 连 杆 机 构 进 行 一 般 化 处 理 [1-2]，归 纳 出 3种 运 动 链 型 ，如 图 2(a)～(c)所 示 ，它 们 均 属 于 自 由 度 为 1的 6杆 机 构 ，只 是 结 构 型 式 不 同 。 由 图 2(a)～(c)可 看 出 ：6 杆 机 构 特 点 是 具 有 两 个 相 互 关 联 的 环 ．在 实 际 应 用 于 泵 车 臂 架 连 杆 机 构 时 ，由 于 具 有 机 构 参 数 较 多 、边 界 条 件 较 复 杂 、受 力 情 况 复 杂 等 特 性 ．因此 很 难 得 到 最 优 的 解 以 图 1 中 的 连 杆 机 构 2 为 例 ． 打 破 两 个 相 互 关 联 收稿 日期 ：2012年 8月 机械制造 5l卷 第 581期 ▲图 1 泵车臂架结构简图 (a) (b) (c) ＼ F ED ▲图 2 臂架连杆机构一般化运动链 ▲ 图 3 新 型 臂 架 连 杆 机 构 的 环 ，将 图 2(a)中 3副 件 1变 成 2个 2副 件 ，自 由 度 增 加 1的 6杆 机 构 变 成 自 由 度 为 2 的 7 杆 机 构 ． 产 生 了 两 个 独 立 的 环 (如 图 2(d)所 示 )．这 两 个 独 立 环 有 一 个 共 用 铰 接 点 。因 为 此 时 机 构 的 自 由 度 为 2．需 要 有 两 个 驱 动 机 构 。选 取 构 件 2和 3、构 件 5和 6为 两 个 油 缸 ．构 件 1和 1为 相 邻 连 接 的 两 节 臂 架 ．构 件 4为 连 杆 ．可 以 得 到 一 种 新 型 臂 架 连 杆 机 构 ．结 构 简 图 如 图 3 所 示 。从 机 构 的 角 度 看 ．两 自 由度 7杆 机 构 比 单 自 由度

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