极限挖掘载荷下挖掘机铲斗轻量化设计

为研究如何在满足强度要求的前提下降低铲斗的质量，提出一种基于连续挖掘轨迹和极限挖掘力的铲斗轻量化设计方法。基于连续轨迹理论选定当挖掘机器人动臂处于主挖区内，由铲斗、斗杆液压缸交替挖掘的4段轨迹作为研究前提，计算并分析了连续轨迹上极限挖掘力的数值变化规律；使用APDL语言建立铲斗参数化模型，以极限挖掘力为外载荷研究铲斗结构强度的变化规律；以铲斗质量和应力为优化目标建立铲斗结构优化模型，使用遗传算法对铲斗进行优化。结果表明：铲斗液压缸挖掘时铲斗的应力、变形明显大于斗杆挖掘；优化后铲斗的质量减少了5.27%、最大应力减少了6.23%，验证了优化方法的可行性。

Lightweight Design of Excavator Bucket under Limiting Digging Load