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(1.东北大学秦皇岛分校 控制工程学院,河北 秦皇岛 066000; 2.秦皇岛港务集团第七港务公司,河北 秦皇岛 066000)

四连杆组合臂架式门座起重机是装卸船舶的重要吊装设备,广泛应用于港口、大型船舶修造等行业.其变幅机构具有臂架刚性好、工作空间大、起升索具磨损小等优点,是目前门座起重机生产企业普遍采用的变幅方案.门座起重机等比例缩小模型通常由起升机构、变幅机构、回转机构、行走机构、吊具装置、电气设备及其他辅助设备组成[1],在教学上可以展示其机构的机械原理、港口机械结构等方面知识.通过电控系统的操作,还可以模拟作业过程供学员实训演练.

变幅机构是门座起重机模型的重要执行装置之一,其主体部分如图1所示,主要由基座、臂架、象鼻梁、拉杆组成双摇杆型四杆机构.作业时为保障货物装卸的稳定性及降低驱动功率的要求,象鼻梁悬挂点P在幅度范围内以接近水平轨迹运动,且运行过程中水平速度的变化及臂架不平衡力矩也应满足一定要求[2].对于变幅机构的设计传统方法一般采用作图法,在设计过程中需反复试凑参数,工作效率低下且精度较低.位移矩阵法是以各运动副位置坐标为参数,以杆长或方位角不变为约束建立方程对机构尺寸进行综合的一种方法.华大年等[3-5]对位移矩阵法做了相应的介绍,由于其初始条件一般给定几个具体位置,因此,位移矩阵法同时也是一种准点法.但位移矩阵……