基于螻蛄爪趾特征的仿生挖掘機鏟斗的設計與分析.pdf

1、挖掘機械主要用于開挖土壤、石方等工程挖掘物料，并將物料裝入運輸車輛或卸至堆料場，是使用最為廣泛的重要工程機械之一。
　　本文根據國內外挖掘機鏟斗工作裝置設計的發(fā)展現狀，結合挖掘機工作裝置高效化、低能耗等發(fā)展趨勢，綜合運用了機械設計、工程仿生學以及計算機輔助設計等現代設計技術，以挖掘機斗齒定點挖掘土壤為例，對現有挖掘機鏟斗模型的挖掘效果和所受土壤的反向作用力等問題進行研究和探討。
　　基于仿生學原理，選取具有優(yōu)越挖掘效率的土壤

2、動物螻蛄，通過實驗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獲得螻蛄挖掘足爪趾三維模型，使用擬合方法得到數字化生物擬合曲線。對現有挖掘機斗齒進行仿生學設計，得到具有生物學特性的新型仿生挖掘機斗齒，并根據斗齒與鏟斗的配合關系進一步設計得到基于螻蛄爪趾生物信息的仿生挖掘機鏟斗，從而提供了一種減阻效率較高的新型挖掘機鏟斗設計方案。
　　本文分析了切削機具與土壤之間的相互作用關系，研究了土壤的結構與物理性質，并使用ANSYS

3、/LS-DYNA軟件對現有挖掘機斗齒模型和仿生斗齒模型的土壤切削過程進行對比分析，完成斗齒不同入土角度對其切削土壤時造成的土壤破壞情況的分析，進而分析了兩種斗齒在同種工況下進行土壤切削時挖掘性能。仿真結果表明仿生學斗齒在進行土壤切削時對土壤的破壞作用優(yōu)于普通斗齒，可以有效的增強挖掘機鏟斗在土壤挖掘過程中對土壤的破壞能力，降低挖掘機鏟斗在工作中所受的土壤阻力，有助于提高挖掘機的綜合性能、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