混凝土泵车臂架回转动力学特性

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发布时间：2021-09-17

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混凝土泵车臂架回转动力学特性
易小刚，李建涛，易秀明，张涛
(三一重工泵送研究院，湖南长沙410100)
摘要：基于刚柔耦合系统动力学理论，对混凝土泵车臂架回转起动、制动时的阻尼振动衰减特性进行了仿真，研
究了臂架横向振动机理，提出了平稳制动、减小横向振动的控制策略，通过试验论证了控制策略的可行性，为其
他类似的回转制动工程机械安全控制提供了新的方法．
关键词：刚柔耦合系统；臂架；仿真；横向振动
中图分类号：TK 263．61 文献标识码：A 文章编号：1672—5581(2010)03—0258—06
Rotary dynam ical property analysis on concrete
pum p truck boom s
H Xiao-gang，LIJian—tao，Yi Xiu—ruing，ZHANG Tao
(Sany Heavy Industry Concrete Pump Institute，Changsha 410100，China)
Abstract：Based Of the dynamical theories for rigid—flexibility coupling systems，a concrete pump truck
boom is simulated on damping attenuation properties in the case of rotary starting and braking．Further
studied on the boom yaw vibration mechanism ，a control strategy is proposed to for steady braking and yaw
vibration reduction．By the means of testing，the control strategy feasibility is validated．Therefore，this
approach provides a novel method for safety control on similar rotary—braking construction machinery．
Key words：rigid—flexible coupling system boom；simulation；yaw vibration
在现代建筑施工中，混凝土泵车已经在建造高层建筑、桥梁及地下工程中得到了广泛应用，然而由于
臂架为多关节铰接的细长柔性悬臂梁结构，臂架回转时如果横向振动严重，不仅影响泵车结构件的使用寿
命，而且易引起重大的人身伤亡事故，所以，深入研究臂架回转动力学特性对于改进横向振动控制策略，提
高操纵安全性有重大的指导意义．
目前，对混凝土泵车臂架动力学的研究一般是将其抽象为多刚体系统，应用多刚体系统动力学建模方
法，将臂架看作不可变形的刚性体，建立系统动力学方程[1]，这无法描述臂架横向振动现象．本文通过臂架
刚柔耦合系统动力学仿真来研究臂架横向振动机理，提出一种既能快速起动、平稳制动，且能减小制动后
臂架尾端横向振动的控制方法，最后通过试验论证控制方法的可行性．
1 混凝土泵车臂架刚柔耦合系统建模
混凝土泵车臂架及回转机构示意图如图1所示，臂架为多铰接的悬臂梁结构，回转时须通过液压马达
驱动回转机构．臂架横向振动是一个复杂的多体动力学问题，它与臂架固有特性及控制元件动态特性等