邓小雷，王振飞，2，吕笑文，贺 忠

（1.衢州学院浙江省空气动力装备技术重点实验室，浙江 衢州 324000；2.江西理工大学机电工程学院，江西 赣州 341000）

1 引言

中国竹林总面积高达420 万hm2，具有材性优良、再生能力强、生长周期短、成材快等优点，用途非常广泛[1]。但是，竹子在砍伐后所遗留的竹根会占去直径约（0.5～0.7）m2的面积，且腐烂时间长达（5～10）年。如果不及时处理残留的竹根，将会造成土地资源的浪费。使用竹根挖掘机可以有效提高土地资源的利用率，所挖取的完整竹根还可以作为工艺品的原材料，实现竹林资源的充分利用[2]。

支架结构是竹根挖掘机工作机构的主要部件之一，主要用于承受电机、气缸等零部件的外部载荷，并且自身需要足够高的刚度来维持工作时的稳定性，在进行掘根作业中起着极其重要的作用。文献[3]研究的人型挖树机器，体积太过庞大，不宜在复杂地形上操作。文献[4]研究的挖穴装置，不能保证有效挖掘竹根，且不能保证竹根的完整性。文献[5]提出的连杆往复式方案会产生很大的振动，人的手臂无法长时间在承受此振动的环境下进行作业。文献[6]提出的支架环式方案虽然设计了支架，但是在实际操作过程中需要不断搬运整个挖掘机进行作业，挖掘时间长，工作效率低，竹根完整性不高。综上所述，当使用机械支架进行掘根作业的时候，支架结构的刚度对于保证竹根的质量和工作的效率至关重要。在文献[2]的基础上，有必要针对支架结构在受到外载荷影响下可能引起刚度问题的主要部件和因素，采用混合田口法和有限元法，对其进行多参数、多目标结构优化，以获得更佳的结构性能。……