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题名基于动力学参数的小型反铲挖掘装置优化设计
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作者
刘贵
吴华伟
袁俊瑞
王华忠
王华良
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机构
湖北文理学院湖北隆中实验室
湖北文理学院纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室
中国机械工程学会
襄阳忠良工程机械有限责任公司
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出处
《机械设计》
北大核心
2025年第8期144-155,共12页
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基金
“新能源汽车与智慧交通”湖北省优势特色学科群开放基金(2024AFD042,2024AFD045)。
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文摘
针对矿洞作业空间狭小、作业设备质量大及运输困难问题,设计了一种小型反铲挖掘装置,并提出基于动力学参数的结构轻量优化方法。将挖掘装置简化为3个RPR支链串联的3自由度四连杆式结构,通过D-H坐标系法,完成机械臂的正、逆运动学分析。借助ADAMS完成虚拟样机的挖掘工况动力学仿真,得到其挖掘范围图和收臂情况,以及机械臂的受力信息,对其工作性能进行评估。仿真结果表明:拓扑优化后的结构强度和刚度符合挖掘装置工作要求。优化后主动臂结构质量减小61.18 kg,减小了24.47%;斗杆臂结构质量减小28.33 kg,减小了19.93%。优化后虽变形量存在微小增大,但各部的结构安全系数、疲劳寿命均有所提高,实现了反铲挖掘装置的轻量化设计,为该型反铲挖掘装置的结构轻量化设计提供重要参考依据。
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关键词
反铲挖掘装置
机械臂
运动学
拓扑优化
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Keywords
backhoe excavation device
mechanical arm
dynamics
topology optimization
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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