陶宁， 康辉梅， 郁祉杰， 李志兵

（湖南师范大学 工程与设计学院，长沙410081）

0 引 言

集装箱正面吊运机作为一种常用的集装箱堆码和搬运机械，广泛应用于中小港口、铁路中转站和公路中转站。随着集装箱工业的蓬勃发展，集装箱正面吊运机以其起吊能力大、堆码层数高、机动灵活等优点，在集装箱作业中得到越来越广泛的应用[1-4]。

近年来，人们对于集装箱正面吊运机的研究主要集中在液压系统及其控制方面[5-7]、位置分析方面[8]和结构强度方面[9-17]。为了保证集装箱正面吊运机安全稳定工作，有必要对关键铰点和驱动液压油缸进行受力分析。为此，本文基于复数矢量法和牛顿-欧拉法建立集装箱正面吊运机臂架系统的数学模型，利用MATLAB软件对集装箱正面吊运机臂架系统各构件的受力情况进行仿真分析，最后利用ADAMS软件进行验证[8]。

1 集装箱正面吊运机工作原理

集装箱正面吊运机示意图如图1所示，图中坐标系以基本臂与机架连接处的铰点中心O为坐标原点，臂架水平伸出方向为X轴正向,竖直向上方向为Y轴正向。集装箱正面吊运机主要包含二级伸缩式臂架系统和多功能吊具系统两部分。臂架系统包括基本臂和伸缩臂两部分。基本臂的一端与机架在O点铰接，在B点与俯仰液压油缸活塞杆铰接，通过俯仰液压油缸的伸缩作用，基本臂可绕O点转动，实现臂架系统的俯仰运动；伸缩臂安装在基本臂的内部，通过臂架伸缩液压油缸的伸缩作用，臂架系统完成前后伸缩运动。……