全方位行走自动喷涂装置的设计与分析研究

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基于目前室内外大面积的地面人工涂装效率低、涂装不安全、涂装质量低等问题,本文研究了一种送料、拌料、卸料、喷涂一体化的全方位行走自动喷涂装置。本文从全方位行走自动喷涂装置四个方面进行了研究:首先设计了全方位行走自动喷涂装置的结构总体方案,针对全方位自动行走平台承受的大载荷状态,采用麦克纳姆轮和万向轮进行组合方式设计了一种新型六轮系全方位自动行走平台,用于解决四轮系平台承载能力不足问题。并利用Pro/E三维绘图软件绘制了全方位行走自动喷涂装置的总装配图及各个装置的装配图,介绍了各个装置每个部件的功能、各个部件之间进行配合工作的情况,以及各装置之间相互配合进行工作的方式。其次,为研究结构设计的合理性及工作可靠性,对六轮系全方位自动行走平台进行了运动分析,通过将各轮系的局部坐标系与全方位自动平台质心相关的广义坐标系进行关联,建立六轮系全方位自动行走平台的运动学模型,基于ADAMS软件进行横向移动、纵向移动、对角线方向移动、质心转动的仿真分析,验证结构设计的合理性。为了实现远距离作业,拌料装置的容积较大,大容积下物料搅拌的均匀程度直接影响涂装效果,根据物料的性质,建立流体运动数学模型。首先研究了转速为200rpm、250rpm两种情况下,双层搅拌桨的分布对物料流场影响。然后对建立的搅拌桨不同分布组的搅拌装置模型进行流体仿真分析,研究了搅拌桨的不同分布、旋转速度对物料速度流场分布规律,研究对比找出最优设计方案及工作条件。最后,为研究全方位行走自动喷涂装置行驶稳定性问题,本文利用拉格朗日方程推导出全方位行走自动喷涂装置系统的振动力学方程;进一步推导出其状态空间模型中的状态方程和输入方程;并利用MATLAB对建立的状态方程和输入方程在不同正弦路面激励下进行了仿真分析,研究了行驶速度对全方位行走自动喷涂装置稳定性的影响规律。本文对六轮系全方位自动行走平台运动学、搅拌装置的搅拌桨分布、全方位行走自动喷涂装置稳定性方面的研究为一种送料、拌料、卸料、喷涂一体化的全方位行走自动喷涂装置的设计及制造提供理论指导和技术支持。
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