路灯杆清洗装置是一款自动捕捉路灯杆、对路灯杆实施智能化清洗的高空作业机械。而捕捉路灯杆的过程需要路灯杆清洗装置在空间中的运动轨迹保持较高的精度。该装置的臂架系统为轻质多连杆机构,是典型的多自由度柔性系统,运动时存在柔性形变,导致路灯杆清洗装置在运动时产生轨迹误差,影响清洗质量。对于高空作业机械而言,风载荷作用因素是不可或缺的研究内容。本文具体研究内容如下:首先,参考高空作业车的结构设计、依据相关规定和国家标准设计清洗装置主体结构;绘制路灯杆清洗装置的三维模型;对臂架系统利用拉格朗日原理推导出臂架系统的多柔体动力学方程,并对小臂进行刚体和柔体动力学仿真对比分析,结果显示,柔性变形会引起结构产生小幅振动,使小臂运动偏离轨迹。通过多体动力学仿真软件ADAMS建立可以实现路灯杆清洗装置抓取灯杆运动的多刚体动力学模型,利用有限元仿真软件HYPERWORKS对模型中刚性部件离散化,建立路灯杆清洗装置多柔体动力学模型,进行运动仿真分析得到柔性臂架的运动参数和液压缸受力变化曲线。其次,根据仿真数据经运算后得到控制臂指电机的关键参数,选择符合要求的驱动电机。并推导出电机的传递函数,在SIMULINK仿真软件中搭建电机控制模型,利用PID控制算法进行调节,使其响应快速、运行平稳;采用ADAMS软件与SIMULINK软件联合仿真方法建立柔性臂架控制平台。采用PID控制算法调节柔性臂架的驱动力矩,使臂架系统末端点运动轨迹按规划轨迹移动。最后,利用HYPERWORKS软件对模型进行风载荷受力分析。通过风载荷原理求得等效静风载荷随高度变化的风力值,对路灯杆清洗装置进行等效静风载荷受力分析,得到应力、应变云图。对处于脉动风载荷作用下的路灯杆清洗装置,采用谐波叠加法模拟出脉动风载荷的时间历程数据,对路灯杆清洗装置进行瞬态响应分析得到结构位移和应力在时域上的响应,为该装置的抗风设计提供依据。