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面向幕墙安装的高空悬挂作业平台系统研究

作　者: 李红沛
导　师: 李铁军
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 高空作业平台 幕墙安装 悬挂平台 动力学模型 阻尼减振
分类号: TH211.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


高层建筑快速发展，对相关建筑施工提出了新的挑战，其中高层建筑外壁装饰行业是一项劳动强度大，且具有高风险的行业。传统的搭设脚手架或搭设施工平台的施工方法安全性差、工作效率低、施工事故发生率高。开发一种高空悬挂作业平台系统，配合辅助安装机械完成幕墙安装作业，以提高幕墙安装施工的安全性、安装效率和安装质量。平台系统的研发还可为幕墙质量检测及后续日常维护、清洗作业提供承载平台，具有重要的社会意义和实用价值。针对平台系统的关键技术，论文主要研究内容如下：分析总结国内外现有高空作业机械发展现状，为平台系统设计提供理论基础。在总结现有建筑幕墙的结构形式、规格、应用场合和安装方式基础上，分析现有幕墙的安装工艺流程，归纳现有安装工艺存在问题，制定机械辅助幕墙安装的工艺流程，针对幕墙高空安装作业特点提出面向幕墙安装高空悬挂作业平台系统的工作任务和技术要点。依据系统化、模块化设计思想，通过系统的功能分析建立系统功能分解树，进而推导出系统功能原理解，并据此确定系统方案及系统模块化构型。以悬挂平台、提升子系统、悬挂支撑机构、幕墙面板给料子系统、阻尼抑振子系统、电控系统6个模块构成平台系统，根据具体参数要求，对各个功能子系统进行详细设计。针对幕墙安装过程中平台要求保持平稳的特点，对平台系统振动成因进行探讨，结合现有的振动控制方法与平台系统本身的工作特点，应用通过阻尼减振的被动振动控制方法，提出一种基于阻尼减振的扶墙机构。基于钢丝绳的分布参数连续模型和Hamilton原理构建平台系统耦合振动数学模型，并利用有限元分析软件ANSYS对平台系统进行动力学仿真分析，得到系统模态分析与瞬态动力学分析结果。利用Pro/E软件构建平台三维实体模型，针对平台系统的实际使用工况，借助ANSYS软件对平台系统的悬挂平台和悬挂支撑机构进行静力学分析，对其强度与刚度进行校核，以保证系统的稳定运行。分析结果为高空悬挂作业平台系统优化设计提供理论依据。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-18
  §1-1 引言  9-10
  §1-2 问题的提出和研究意义  10-11
  §1-3 国内外相关技术研究现状  11-17
    1-3-1 建筑机器人  11-13
    1-3-2 高空作业机械  13-17
  §1-4 论文的主要研究内容  17-18
第二章 幕墙高空装饰作业技术要点  18-27
  §2-1 引言  18
  §2-2 建筑幕墙  18-21
  §2-3 幕墙安装工艺流程分析  21-25
    2-3-1 幕墙安装工艺流程  21-24
    2-3-2 安装过程存在问题  24-25
  §2-4 高空悬挂作业平台系统工作任务  25-26
    2-4-1 高空作业特点  25
    2-4-2 平台系统工作任务  25-26
  §2-5 本章小结  26-27
第三章 平台系统的研究与设计  27-40
  §3-1 引言  27
  §3-2 平台系统设计思想  27-29
    3-2-1 系统化设计思想  27-28
    3-2-2 模块化设计思想  28
    3-2-3 人机协同设计思想  28-29
  §3-3 平台系统总体方案  29-32
    3-3-1 平台系统总体要求  29
    3-3-2 平台系统功能分析  29-30
    3-3-3 平台系统总体方案确定  30-32
  §3-4 平台系统结构设计  32-39
    3-4-1 悬挂平台  32-33
    3-4-2 悬挂支撑机构  33-34
    3-4-3 提升子系统  34-37
    3-4-4 给料子系统  37
    3-4-5 抑振子系统  37-38
    3-4-6 电气控制子系统  38
    3-4-7 基于 Pro/E 的平台系统实体建模  38-39
  §3-5 本章小结  39-40
第四章 平台系统的抑振分析  40-54
  §4-1 引言  40
  §4-2 平台系统振动成因与抑振策略分析  40-43
    4-2-1 平台系统振动成因分析  40-41
    4-2-2 抑振策略分析  41-43
  §4-3 平台系统振动数学模型  43-49
    4-3-1 钢丝绳力学模型及振动分析基础  43-45
    4-3-2 平台系统振动数学模型的建立  45-49
  §4-4 平台系统动力学仿真分析  49-53
    4-4-1 模态分析有限元法  49
    4-4-2 平台系统的 ANSYS 有限元模态分析  49-52
    4-4-3 平台系统的瞬态动力学分析  52-53
  §4-5 本章小结  53-54
第五章 平台系统关键零部件力学分析  54-65
  §5-1 引言  54
  §5-2 悬挂平台力学分析  54-59
    5-2-1 静力学分析基础  54
    5-2-2 悬挂平台有限元模型建立  54-57
    5-2-3 结构静力学求解分析  57-59
  §5-3 悬挂支撑机构力学分析  59-64
    5-3-1 悬挂支撑机构静力学分析  59-62
    5-3-2 悬挂支撑机构有限元分析  62-64
  §5-4 本章小结  64-65
第六章 结论与展望  65-67
参考文献  67-71
致谢  71

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 起重机械与运输机械 > 起重机械 > 简易起重机械 > 升降机、升降台
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