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基于Matlab的装载机工作装置施工过程运动分析

陈臻

（福建江夏学院工程学院，福建福州350108)

摘要：针对装载机工作台的多目标、多变量问题，构建能够充分反映其基本运动参数的倒置六杆机构运动学模

型，并对其关键参数间的相关性及关键特性参数进行分析，构建装载机工作台运动过程的一般数学表达式。对铲

掘工况、收斗和运输工况、上限举升工况和上限卸载工况等4个工况下工作装置姿态进行仿真分析，并对设备平

顺性、卸载能力、铲斗自整平性、最大卸载高度、最小卸载距离度等进行探讨。

关键词：装载机；工作装置；运动学模型

中图分类号：TH243文献标识码：BDOl:10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2025.02.34

0引言定性等进行有针对性的优化设计。

轮式装载机是最常用的一种材料铲运机械，广泛1国内外研究现状分析

应用于基础建设工程。轮式装载机主要用于挖取松散1.1国外研究现状

的建筑物料和轻微的清理工作，具有机动灵活、操作从20世纪70年代起，世界各大装载机生产企业

简便、工作效率高等特点。装载机的主要部件包括车就开始采用现代设计理论和方法对装载机的工作机构

架、工作装置、液压系统、动力传动系统、行走及转向进行优化。20世纪90年代以来，随着技术水平的提

控制系统等。其中，工作装置是实现装载机铲掘和转高，以及对工装设备的科学研究的不断深人，通过对装

运材料的核心结构,其工作性能直接影响装载机整机载机的系列化、标准化和通用化设计，其能够更好地适

性能、作业效率和质量1。应市场的需要14l。针对实际操作需要，对中高卸荷、高

在一个工作周期内，装载机工作装置所承受的外卸荷、超高卸荷等工作设备进行了针对性设计，拓宽了

部荷载主要有横向插人力、纵向挖掘力和物料自重等。工作设备的应用领域。由六杆到八杆的快速切换装

本文利用模拟分析的方法，对工作装置的整体操作过置,增加了操作的灵活性和适应性。目前，国外高端设

程进行分析并对各零件所受的应力、应变进行仿真，备厂商除普遍使用的倒置六杆设计，还开发了并置八

获得各铰点的受力状况。利用有限元分析的方法，设计杆设计，使得工作方式更加多样化5。

人员能够对各种工况下工作装置的结构强度、刚度、屈1.2国内研究现状

曲稳定性等情况有一个清晰的认识3,并在此基础上与国外相比，我国装载机工作装置的发展比较缓

根据工况要求,对工作装置的结构强度、刚度、届曲稳慢。从20世纪70年代开始，各类设计理论与方法的不

烟草科技,2003(4):12-15.CN200710006367.4,2007-08-15.

［36］武汉市艺茂机械有限公司.一种棒条定长切割系统[P].[39］谢明金，韩红彬,李义端.双通道滤棒切割装置设计及仿真

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设计研究设备管理与维修2025.V02(上)11

断发展与运用，使企业在产品开发中实现了很大程度

的自动化。为进一步提高装载机工作机构的设计水平，

国内的一些工程机械制造企业与国外企业开展技术

交流与合作16-71。从20世纪80年代初期起，国内各科

研机构就装载机工作机构的设计开展了大量的理论研

究工作，从而大大提高了国内装载机工作机构的设计

水平，在相关领域获得了较多的研究成果，并已进人