[发明专利]一种混泥土泵车柔性臂架的建模方法

权利要求书

1.一种混泥土泵车柔性臂架的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括下述步骤：

将混泥土泵车柔性臂架分成多根柔性臂杆，将柔性臂杆等效为柔性细梁，建立柔性臂杆的细梁几何模型；

将所述细梁几何模型等效为柔性臂杆模型，具体的将单根柔性细梁等效为两个刚体和连接两个刚体的弹性关节，所述弹性关节等效为三个互相垂直的旋转弹簧关节；

针对每根柔性臂杆，计算三个旋转弹簧关节的弹性系数，得到每根柔性臂杆的弹性关节模型；

最后得到整个柔性臂架的弹性关节模型；

其中，所述细梁几何模型具体为：将柔性臂杆等效为一根柔性细梁圆柱体，柔性臂杆的质量均匀地分布在圆柱体中，且圆柱体长度为柔性臂杆两端旋转副轴线之间距离，细梁几何模型的几何参数至少包括圆柱体的长度和直径；

所述柔性臂杆模型具体为：将把一根柔性细梁平均分成两段，每一段看成一个刚体，两个刚体之间是由三个互相垂直的旋转弹簧关节连接，每个刚体有三个自由度，两个刚体之间的旋转，可以看成绕三个相互垂直方向的轴旋转；

计算三个旋转弹簧关节的弹性系数的步骤如下：

三个旋转弹簧关节的旋转轴分别为x轴、y轴和z轴，以K₁表示绕z轴旋转的旋转弹簧关节的弹性系数大小，K₂表示绕y轴旋转的旋转弹簧关节的弹性系数大小，K₃表示绕x轴旋转的旋转弹簧关节的弹性系数大小；弹性关节的应变能W₂为三个旋转弹簧关节的应变能之和，柔性细梁弯曲应变能和扭转应变能之和为W₁，其中：

满足条件W₁＝W₂,其中θ_z为旋转弹簧关节绕z轴旋转的旋转角度大小，θ_y为旋转弹簧关节绕y轴旋转的旋转角度大小，θ_x为旋转弹簧关节绕x轴旋转的旋转角度大小，E表示柔性细梁的弹性模量，l表示柔性细梁的长度，m表示柔性细梁的质量，G表示柔性细梁的切变模量，d表示柔性细梁圆柱体直径大小；

通过测量不同的三组角度值θ_x、θ_y、θ_z的大小，可以得到三组方程，即可得到K₁、K₂和K₃的大小，且K₁、K₂和K₃是唯一解。