基于工作域图谱分析法的挖掘机挖掘性能分析.pdf
-56-学技术创新2025.08
基于工作域图谱分析法的挖掘机挖掘性能
分析
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曹书生,冯小丽,王力
,陕西;,四川;
(1.陕西理工大学机械工程学院汉中2.四川宁江山川机械有限责任公司成都
3.汉中万利航空装备制造有限公司,陕西汉中)
:,
摘要以挖掘区域、挖掘点和挖掘方式作为研究对象,依据逆运动学原理计算每个挖掘点相应挖掘姿态
再依据挖掘方式所对应的限制不等式组求解理论挖掘力,进而获取全工作域挖掘点的理论挖掘力及其限制因
,。以,运用方法研究其在不同挖掘方式
素并绘制工作域图谱3种吨位相近不同机型的反铲液压挖掘机为例
下的理论挖掘力及其限制因素的分布规律。结果显示:基于工作域图谱分析法所得到的挖掘力和限制因素图
精
谱,准地展现了挖掘力及其限制因素的区域性分布特征。此研究结果能为挖掘机性能分析评价相关研究提供
理论依据。
:;挖掘性能
键词液压挖掘机;工作域图谱分析法
中图分类号TU621文献标识码A文章编号2096-4390渊2025冤08-0056-04
前言文以3种吨位相近的反铲液压挖掘机为例,基于工作
[5-6]
液压挖掘机在现代建筑和土木工程中扮演着至关域图谱分析法和理论挖掘力模型,对其在不同挖掘
重要的角色。它们被广泛用于挖掘、开挖、搬运、平地等各工况下的理论挖掘力及其限制因素的分布规律进行
种建筑活动,是工程施工中不可或缺的设备。液压挖掘了研究。
机的理论挖掘力是指其能够克服的最大挖掘阻力,而在1基于工作域的图谱分析法
挖掘过程中,挖掘力与挖掘阻力是一对作用力与反作用本文以挖掘区域、挖掘点和挖掘方式作为理论挖掘
[1]
力。因此,液压挖掘机挖掘性能可通过理论挖掘力来衡力计算对象,提出一种基于工作域的图谱分析法来分析
。[7]:(
量,而理论挖掘力的发挥受制于多种影响因素Park将和评价挖掘性能。此方法求解步骤包括1)通过挖掘
动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸分别对铲斗的作用力相机工作装置的几何尺寸和液压缸的最大度,确定工作
[2];(
加,作为总挖掘力,这种方法并未将挖掘机视作一个整范围内的所有挖掘点2)利用逆运动学模型计算出与
体从而忽略了各液压缸之间的相互制约与影响关系。为指定挖掘点相对应的多种挖掘姿态,并去除无效的挖掘
;(、斗杆单独挖掘工况、
了描述挖掘机理论挖掘力及其限制因素在工作空间内姿态3)针对铲斗单独挖掘工况
的分布特征,冯培恩[3]提出了挖掘性能图谱分析法。陈进复合挖掘工况及其对应的挖掘姿态,通过求解相应的限
[4],将
教授等人基于图谱分析法提出了图谱叠加法11张制条件不等式方程组,来求得有效挖掘姿态的理论挖掘
挖掘图叠加为1张综合图谱。