林区智能作业车臂架动力学建模及优化设计

摘要

针对林区作业环境复杂等问题，设计一款面向林区作业的林区智能作业车。建立作业车臂架系统的运动学和动力学模型并进行三维软件仿真和优化设计。首先，采用解析几何法与拉格朗日动力学方程结合，建立臂架系统的动力学模型。其次，利用软件NX1899的机构动力学仿真工具Simcenter 3D Motion对臂架系统进行分析，得到臂架系统各油缸驱动力和行程随时间变化曲线。最后，基于响应面BBD(Box-Behnken design)设计响应面试验，对变幅油缸前后两铰点位置进行优化。结果表明，在油缸行程仅增加0.000 04%情况下，油缸驱动力减小2.33%,BBD所提供的试验设计可靠。因此，该动力学模型可为油缸选型和油缸受力优化提供理论依据。

关键词

林区智能作业车 / 臂架系统 / 动力学建模 / 油缸驱动力 / 优化