陈谊超

(耐世特汽车系统(柳州)有限公司，广西 柳州 545006)

0 引 言

正铲挖掘装置一般有比较大的挖掘力和掘起力，适合于工作条件恶劣的矿石挖掘。随着煤矿的开采增大，大型正铲液压挖掘机市场也在日益增大。目前全球最经典的正铲挖掘装置就是含有“强力三角”[1-2]的12杆3自由度工作装置。对挖掘机工作装置的型综合和运动学分析一直是各国学者关注的焦点。Andrew[3]通过研究RH200正铲液压挖掘机，得出了不同的挖掘方式对液压挖掘机挖掘效率影响。Hall[4]提出了一种非常可靠的控制算法，用于跟踪正铲挖掘机工作装置铲斗的位置。Kecskemethy[5]基于环路转换的方法对型正铲工作装置进行了运动学分析和挖掘力的分析，宁晓斌[6]通过拓扑优化出新型斗杆，为新型机构优化提供了新的方法，丁华锋[7]团队运用拓扑图转换方法提出了新型工作装置的研究方法，并且针对该类工作装置的运动学分析提出了环路分析法。笔者提出了一种复杂的混联工作装置。基于Simulink建模思想，建立了模块框图，基于该框图分析了该工作装置的位置正反解和速度。

1 机构的描述

如图1所示的是该装置的三维模型，该机构由三条串联链构成，其中上转台、动臂、斗杆、铲斗、铲斗油缸通过转动副串联成第一条串联运动链；铲斗油缸、铲斗连杆、动臂连杆、动臂油缸、上转台通过转动副串联成第二条串联运动链，并且与上转台形成闭式回路。

图1 正铲装置模型

其中在第二条串联链中，铲斗连杆还与动臂连接，动臂连杆与上转台连接，形成串并联回路；……