基于螻蛄爪趾特征的仿生挖掘機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、挖掘機(jī)械主要用于開挖土壤、石方等工程挖掘物料，并將物料裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場，是使用最為廣泛的重要工程機(jī)械之一。
　　本文根據(jù)國內(nèi)外挖掘機(jī)鏟斗工作裝置設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合挖掘機(jī)工作裝置高效化、低能耗等發(fā)展趨勢，綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、工程仿生學(xué)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，以挖掘機(jī)斗齒定點(diǎn)挖掘土壤為例，對現(xiàn)有挖掘機(jī)鏟斗模型的挖掘效果和所受土壤的反向作用力等問題進(jìn)行研究和探討。
　　基于仿生學(xué)原理，選取具有優(yōu)越挖掘效率的土壤

2、動物螻蛄，通過實(shí)驗(yàn)獲取其挖掘足爪趾截面生物曲線，并使用截面圖像逆向建模技術(shù)獲得螻蛄挖掘足爪趾三維模型，使用擬合方法得到數(shù)字化生物擬合曲線。對現(xiàn)有挖掘機(jī)斗齒進(jìn)行仿生學(xué)設(shè)計(jì)，得到具有生物學(xué)特性的新型仿生挖掘機(jī)斗齒，并根據(jù)斗齒與鏟斗的配合關(guān)系進(jìn)一步設(shè)計(jì)得到基于螻蛄爪趾生物信息的仿生挖掘機(jī)鏟斗，從而提供了一種減阻效率較高的新型挖掘機(jī)鏟斗設(shè)計(jì)方案。
　　本文分析了切削機(jī)具與土壤之間的相互作用關(guān)系，研究了土壤的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)，并使用ANSYS

3、/LS-DYNA軟件對現(xiàn)有挖掘機(jī)斗齒模型和仿生斗齒模型的土壤切削過程進(jìn)行對比分析，完成斗齒不同入土角度對其切削土壤時(shí)造成的土壤破壞情況的分析，進(jìn)而分析了兩種斗齒在同種工況下進(jìn)行土壤切削時(shí)挖掘性能。仿真結(jié)果表明仿生學(xué)斗齒在進(jìn)行土壤切削時(shí)對土壤的破壞作用優(yōu)于普通斗齒，可以有效的增強(qiáng)挖掘機(jī)鏟斗在土壤挖掘過程中對土壤的破壞能力，降低挖掘機(jī)鏟斗在工作中所受的土壤阻力，有助于提高挖掘機(jī)的綜合性能、降低挖掘阻力并提高其挖掘效率。本研究對新型仿生挖掘機(jī)