【正文】 操作。因此三維設(shè)計(jì)應(yīng)該是發(fā)展趨勢(shì)。由于圖紙的錯(cuò)誤和理解的偏差，設(shè)計(jì)人員的意圖并不總能完全實(shí)現(xiàn)，因而設(shè)計(jì)制造的周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品的質(zhì)量也受到影響。 第四章 工作裝置的建模、裝配及運(yùn)動(dòng)仿真在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員首先在頭腦中形成產(chǎn)品的三維輪廓。則： （325）其中：—鏟取位置斗底傾角的大小 （326）—轉(zhuǎn)斗過(guò)程中鏟斗相對(duì)于鏟取位置繞動(dòng)臂所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 （327） —?jiǎng)颖坜D(zhuǎn)過(guò)e}后鏟斗所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 （328）—?jiǎng)颖坌D(zhuǎn)過(guò)程中鏟斗繞動(dòng)臂所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 （329）以上求解過(guò)程可以用一個(gè)函數(shù)表示，設(shè)給定一個(gè)動(dòng)臂轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度求斗底傾角的函數(shù)為，其中為六連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)變量(在此均為給出定的已知條件)，用向量表示感如下: （330）給定斗底傾角和動(dòng)臂轉(zhuǎn)角求油缸長(zhǎng)度，函數(shù)式如下: （331）其中： （332） （333）其中： （334）令： （335） （336） （337）則前式可化為: （338） （339）令： （340）鏟斗處于卸載狀態(tài)時(shí)斗尖離地高度: （341）—鏟斗處于卸載狀態(tài)時(shí)的傾角，即卸載角可以用上面的求斗角傾角的數(shù)鏟斗處于卸載狀態(tài)時(shí)斗尖至前輪外緣的水平距離: （342） —輪胎的半徑—輪胎中心離Y軸水平距離本章從鏟運(yùn)機(jī)工作裝置反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)工作特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，將反轉(zhuǎn)六桿工作機(jī)構(gòu)分解為舉升機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)兩大功能機(jī)構(gòu)模塊，用統(tǒng)一、規(guī)范的定義方式，分別簡(jiǎn)潔地建立了舉升機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，即建立了工作機(jī)構(gòu)角位移、傳動(dòng)角、卸載角、收斗角、轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度、卸載尺寸等未知參數(shù)的求解解析式。對(duì)于斗底傾角的計(jì)算結(jié)果，當(dāng)0時(shí)表示鏟斗收斗，為收斗角，當(dāng)0時(shí)，表示鏟斗卸載，為卸載角，給定一個(gè)動(dòng)臂轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度a可以求出斗底傾角，求解方法是：將求解過(guò)程分解為兩個(gè)前后獨(dú)立的過(guò)程(只是一種假定，在實(shí)際中，這兩個(gè)過(guò)程是同時(shí)又疊加進(jìn)行的：(1) 轉(zhuǎn)斗過(guò)程：轉(zhuǎn)斗油缸由(鏟取位置時(shí)的安裝長(zhǎng)度)變?yōu)閍鏟斗所轉(zhuǎn)的角度(2)動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)：動(dòng)臂轉(zhuǎn)過(guò)后鏟斗所轉(zhuǎn)過(guò)的角度，這個(gè)角度分為兩部分：1)鏟斗隨動(dòng)臂繞動(dòng)臂與車架絞接點(diǎn)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。為此令(25)式中ADC=，解出ADC。 圖34正轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)極限工作狀態(tài)當(dāng)“在區(qū)間上變化時(shí)，相應(yīng)地由變至，且有如下的對(duì)應(yīng)算式：當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)于 (321)當(dāng)時(shí)對(duì)應(yīng)于 (322) 定義，： （323）以上各式只能求出小于的值，在鏟運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì)中，可以保證前面三個(gè)傳動(dòng)角處于0之間，所以前三式已經(jīng)夠用。下面分別對(duì)正反轉(zhuǎn)兩種情況進(jìn)行討論。為機(jī)架，d為輸入連架桿，b為輸出連架桿，bit為d相對(duì)于c的轉(zhuǎn)角，函數(shù)值為b相對(duì)于c的轉(zhuǎn)角，角度規(guī)定同缸桿機(jī)構(gòu)的角度規(guī)定。如果發(fā)生了C點(diǎn)從DB的側(cè)轉(zhuǎn)移到另側(cè)，則說(shuō)明機(jī)構(gòu)本身含有不定因素。在這個(gè)機(jī)構(gòu)中，有個(gè)二級(jí)組(自由度為零的運(yùn)動(dòng)鏈稱為桿組，不能再分的桿組稱為基本桿組)，這個(gè)II級(jí)組是由三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和兩個(gè)構(gòu)件組合而成，故稱為II級(jí)組，基本組中的運(yùn)動(dòng)副C即為KKK II級(jí)組的內(nèi)點(diǎn)，而運(yùn)動(dòng)副D, B即為外點(diǎn)。利用投影定理可知：AD+DC+CB=AB (36) 將上式在X，Y方向投影可得：X方向的投影： (37)Y方向的投影： (38)變換上兩式可得： (39) (310) 將上兩式等號(hào)兩邊平方相加變換可得： (311) 令： (312) (313) (314)則等式可化為： (315)以D點(diǎn)作為右手坐標(biāo)的原點(diǎn)，置DB位置矢量于該坐標(biāo)系單位矢量I的正方向，設(shè)II級(jí)組的初始形式參數(shù)M取正號(hào)，反之，M = 1，上式中式如果DC的j分量為正，則M = +1，反之，M = 1，上式中處處取負(fù)號(hào)。 (34) (35) —BC相對(duì)于BA的轉(zhuǎn)角，以BA為起始邊，逆轉(zhuǎn)為正。在對(duì)六桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)可將六桿機(jī)構(gòu)分解為缸桿四桿機(jī)構(gòu)ABCD和斗桿四桿機(jī)構(gòu)BEFG兩個(gè)二級(jí)子機(jī)構(gòu)，顯然兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)只有符號(hào)上的差別，因此可以用代換符號(hào)的辦法來(lái)處理。(2) 位置角以A點(diǎn)為角的頂點(diǎn)，以A為起點(diǎn)X正方向的水平線為起始邊，逆時(shí)針方向?yàn)檎?，各角度在?jì)算中的表示為以下：：大臂AE的位置角 (31) ：大臂AB桿的位置角 (32)：機(jī)架AD的位置角 (33)分別表示大臂處于最低位置時(shí)的初始角度值，視不同情況而直接給定。和動(dòng)臂位置角(在本文中用角度幾的變化來(lái)映射)確定之后，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就被唯一地確定。選擇機(jī)架作為反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)工作裝置的運(yùn)動(dòng)參考系，建立如圖31所示的平面直角坐標(biāo)系XOY。對(duì)于鏟運(yùn)機(jī)工作裝置反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，在許多文獻(xiàn)資料中都已經(jīng)涉及到，但是通過(guò)總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)而現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)分析明顯存在些不完善的地方：(1) ,總是試圖從總體結(jié)構(gòu)去進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，以至于公式推算復(fù)雜，理論性強(qiáng)，適應(yīng)性差，公式功能缺乏獨(dú)立性，不利于模塊化；(2)在四桿機(jī)構(gòu)的分析中，由于角度的定義(主要是方向)的不合理，使得邊界(正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn))點(diǎn)上的計(jì)算很容易出錯(cuò)。對(duì)于地下鏟運(yùn)機(jī)來(lái)講，由于裝卸工作時(shí)鏟斗舉升提高不大，平動(dòng)性能容易實(shí)現(xiàn)，而對(duì)鏟斗自動(dòng)放平要求亦不高，所以正轉(zhuǎn)五桿機(jī)構(gòu)在地下鏟運(yùn)機(jī)上的應(yīng)用很有前途；雖然動(dòng)臂可伸縮三桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜些，但它提供了條減少輪胎磨損的途徑，對(duì)開發(fā)研制新型地下裝載設(shè)備有定的參考價(jià)值。如瓦格納公司的ST系列、湯姆洛克公司的TORO系列、GHH公司的LF系列地下鏟運(yùn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)大都是采用這種結(jié)構(gòu)。綜上分析可知，反轉(zhuǎn)六桿工作機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)較多，能比較理想地滿足鏟裝卸作業(yè)要求，所以它在露天裝載機(jī)和地下鏟運(yùn)機(jī)上都得到了廣泛的應(yīng)用。這種機(jī)構(gòu)的鏟斗插入工況是靠動(dòng)臂伸出實(shí)現(xiàn)的，它解決了靠機(jī)器行走易使輪胎嚴(yán)重磨損問(wèn)題；卸載時(shí)可伸出動(dòng)臂，以獲得較大的卸載距離；而運(yùn)輸工況時(shí)可縮回動(dòng)臂，以減小前懸，從而提高了行駛的穩(wěn)定性。