基于四绳并联驱动的无源剪叉式起重机构设计

来源：石河子大学学报·自然科学版杂志2025年第4期北京时间：

作者：朱银锋, 孙文勇, 方继根, 张成浩

单位：安徽建筑大学机械与电气工程学院,安徽 合肥 230601

摘要：针对传统四绳起重机在起吊过程中易出现摆动且抗干扰能力不足的情况,及其影响作业安全与精准度的问题,设计了一种以无源剪叉机构为刚性支撑的新型起重机构。先从建立四绳起重机的静力学模型出发,阐述了四绳系统可有效分配负载和减少摆动幅度,且提高安全性的优势;然后通过引入同步收放机制和剪叉升降机构,优化其稳定性与精确控制能力再采用欧拉角法和姿态变换矩阵的运动学分析方法,推导了绳长与位置关系,为其精准控制提供理论支持;此外,对剪叉机构进行结构改进并力学结构分析,增强其抗干扰能力与伸长效果。仿真分析及样机验证试验结果表明:偏移量降低87.2%,倾斜度降低92.03%;说明该设计可有效克服传统四绳起重机的问题,显著提高其稳定性、抗干扰能力,并验证了该设计的有效性与优越性。

关键词：新型起重机构,四绳系统,静力学,运动学分析,剪叉机构,仿真分析,稳定性

基金资助：安徽省高校省级自然科学研究重点项目(2023AH050167)