题名 基于响应面分析的装载机方向盘骨架优化设计
1
作者
范沁红 徐宁 蔺科维 孙馨阳 李浩林
机构
太原科技大学机械工程学院
出处
《起重运输机械》
2025年第4期42-48,共7页
文摘
文中针对怠速工况下装载机方向盘出现共振现象的问题,提出一种基于响应面分析法的尺寸优化设计方法。以装载机方向盘骨架为研究对象,以其质量、固有频率为优化目标,采用斯皮尔曼等级相关系数获得方向盘骨架各尺寸参数对目标性能的灵敏度分析结果,运用最佳填充空间设计法进行DOE试验设计,采用Kriging函数法拟合响应面。依据所构建的响应面模型,采用MOGA多目标遗传算法进行优化得出最优解。结果表明:优化后的方向盘骨架整体质量减小了12.9%,优化后的一阶固有频率提高至97.96 Hz,远大于发动机的激振频率(37.5~50 Hz),避开了人体手部受振动影响的敏感频率,提升了驾驶员作业过程中的舒适性,为同类型工程结构件的优化设计提供理论支撑和参考。
关键词
装载机 方向盘骨架 共振 灵敏度分析 响应面 优化设计
Keywords
loader steering wheel frame resonance sensitivity analysis response surface optimization design
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 拖线式电动装载机供电模式研究
2
作者
夏帅 于飞龙 黄依雯
机构
中国矿业大学徐海学院
出处
《现代制造技术与装备》
2025年第9期100-102,139,共4页
基金
江苏高校“青蓝工程”、江苏高校品牌专业建设工程三期项目资助项目 2024年江苏省大学生创新训练计划项目“拖线式电动装载机供电及驱动系统可靠性研究”(202413579002Y) 中国矿业大学徐海学院博士教学科研启动经费项目“新能源特色导向下电气专业建设与高可靠性多电平变换器关键技术及其应用研究”(2023BJ02)。
文摘
拖线式电动装载机凭借无限续航、绿色零污染等特点,在港口、厂区等固定区域应用优势明显。基于此,以拖线式电动装载机工频交流、直流、变频交流3种供电模式为研究对象,首先给出不同供电模式的电缆截面积计算方法与选型依据,其次建立电缆等效电路,并结合160 kW电动装载机应用案例计算电缆动态参数,最后应用MATLAB软件仿真分析3种供电模式的电压降、电流波动等,为工程实践提供依据。
关键词
拖线式电动装载机 供电模式 电缆等效模型 仿真分析
Keywords
trailer-wire electric loader power supply mode equivalent model of cable simulation analysis
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 装载机工作机构作业轨迹跟踪控制
3
作者
梁国栋 姜勇 孟宇 谌炎辉 刘立 白国星 顾青
机构
北京科技大学机械工程学院 北矿机电科技有限责任公司 广西科技大学机械与汽车工程学院
出处
《计算机集成制造系统》
北大核心
2025年第7期2552-2566,共15页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFC0605300) 国家自然科学基金资助项目(52202505) +1 种基金 中国博士后科学基金资助项目(2022M710354) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP-20-052A1)。
文摘
装载机自主铲掘是实现自动化、智能化作业的关键技术,而实现对目标作业轨迹的跟踪控制是其核心部分之一,铲斗在料堆中的实际运动轨迹关系着作业产量等指标,因此实现对目标作业轨迹的有效跟踪控制具有重要意义。对于PID等无系统模型控制方法在系统约束下存在较大超调幅度及抖振等问题,鉴于模型预测控制(MPC)具有可有效处理系统约束使系统平稳运行的优点,将MPC思想引入到装载机工作机构运动控制中,提出了一种基于非线性模型预测控制(NMPC)的工作机构作业轨迹跟踪控制方法。首先建立了工作机构在驱动空间下的运动学模型,其次给出了作业轨迹描述,进而基于NMPC方法设计了用于工作机构作业的轨迹跟踪控制器,最后以常规PID为对照组进行了Simulink/ADAMS联合仿真。分析发现,在相同系统约束下,针对不同目标作业轨迹,相比PID控制,所设计控制器的斗尖位移最大绝对误差不超过±0.052m,同比降低了71%,铲斗转角最大绝对误差不超过±2.58°,同比降低了16%,且具有更平顺的控制效果。研究表明,所设计控制器在处理系统约束和平顺性方面相比PID控制器具有更优秀的表现。
关键词
装载机 工作机构 PID控制 模型预测控制 非线性模型预测控制
Keywords
loader working mechanism PID control model predictive control nonlinear model predictive control
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
题名 基于混合预测模型的装载机铲掘作业油耗预测
4
作者
谌炎辉 史刚 郑特 卢海燕
机构
广西水利电力职业技术学院机电工程学院 广西科技大学机械与汽车工程学院
出处
《中国工程机械学报》
北大核心
2025年第4期709-713,共5页
基金
广西重点研发资助项目(桂科AB23075086) 南宁市创新领军人才“邕江计划”资助项目(2023014)。
文摘
铲掘作业是装载机主要的作业方式,而装载机铲掘作业油耗是评价装载机铲掘作业效率高低的重要指标之一,为了获得更加精确的铲掘作业油耗,本文提出了一种核主成分分析-改进型粒子群算法-支持向量机(KPCA-IPSO-SVM)的混合预测模型。首先,利用KPCA筛选出油耗影响关键因素,作为输入层;其次,通过IPSO对SVM中的参数进行优化;最后,对铲掘碎石和沙子的2种工况下的油耗进行预测。其中,碎石样本组的平均相对误差为3.49%,而沙子样本组的平均相对误差为2.78%。本研究为装载机铲掘作业油耗预估提供了一定的理论参考。
关键词
装载机 油耗 混合预测模型
Keywords
loader fuel consumption hybrid prediction model
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 铰接轮式装载机的模型预测轨迹跟踪研究
5
作者
何心 徐武彬 李冰 顾同成 惠翔禹
机构
广西科技大学机械与汽车工程学院 广西土方机械协同创新中心
出处
《计算机集成制造系统》
北大核心
2025年第5期1579-1587,共9页
基金
柳州市科技计划资助项目(2022AAB0101) 广西科技计划资助项目(桂科AD22080042) 广西科技重大专项资助项目(桂科AA22068064)。
文摘
铰接轮式装载机传统模型预测控制算法无法实现前进、倒车切换行驶,无法提前预测转弯,影响控制效果。为此,提出基于期望路径预瞄与模型切换的轨迹跟踪算法,研究该算法对轨迹跟踪精度与转向电机使用的影响。首先,采用路径预瞄算法对转向电机提前控制,减小过调问题。其次,通过在控制预测模型中引入倒车机制,实现模型切换,达到连续控制前进、倒车行驶的目的。在小型装载机试验台上开展实验,结果表明:合适的预瞄距离与无预瞄相对应的控制相比,轨迹跟踪控制精度基本稳定在0.05 m以内,跟踪精度得到了提高,转向电机平均转速降低6.42%;采用模型倒车机制切换的控制实现前进、倒车连续运行,轨迹跟踪控制精度稳定在0.1 m以内。
关键词
铰接轮式装载机 轨迹跟踪 模型预测控制 动力学模型
Keywords
articulated wheel loader trajectory tracking model predictive control dynamics model
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 斜井下钻柱系统横-扭耦合非线性动力学特性
6
作者
冯群芳 侯勇俊 方潘 杨康 丁书杰
机构
西南石油大学机电工程学院
出处
《机械科学与技术》
北大核心
2025年第5期759-767,共9页
基金
中国石油科技创新基金项目(2020D-5007-0312)。
文摘
为了明确钻柱与井壁接触、钻柱扭矩耗散和井眼轨迹等因素对钻柱系统动力学特性的影响,首先采用拉格朗日方程建立斜井下钻柱横-扭耦合非线性动力学模型;然后采用线弹性接触模型模拟了钻柱与井壁的接触行为;再运用离散扭矩-阻力模型描述钻柱系统扭矩传递特性;最后利用数值分析方法计算了钻柱系统动力学特性。研究结果表明:井斜角越大导致钻柱传递的扭矩摩损越大;斜井段的井斜角越大,钻柱黏滑运动现象越明显;随着井眼轨迹井斜角增大,钻柱自重对钻柱振动影响越显著。相关研究成果不但为井眼轨迹优化提供了依据,而且为钻井机械参数优化提供了参考。
关键词
斜井 动力学 振动 管柱力学
Keywords
inclined well dynamics vibration drill-string mechanics
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 装载机驾驶室噪声预测及低噪声优化研究
7
作者
范沁红 李浩林 董洪全
机构
太原科技大学机械工程学院
出处
《太原科技大学学报》
2025年第2期168-174,共7页
基金
山西省科技重大专项资助项目(20181102002) 太原科技大学研究生教育创新项目(SY2023037)。
文摘
轮式装载机驾驶室内部噪声是影响舒适性的主要因素之一,尤其是结构振动引起的低频噪声。首先,对某型装载机驾驶室内的悬置位置的振动加速度数据和噪声数据进行了试验采集,并建立结构有限元模型和声学边界元模型研究,将振动加速度数据作为驾驶室有限元模型的载荷输入,并在边界元模型中设置驾驶员左耳位置为求解声学响应的场点,采用数值仿真计算法求解该场点的声压级曲线,并与试验采集的噪声数据进行对比,对有限元模型和边界元模型进行精确性验证。之后采用板面贡献分析法分析驾驶室噪声产生的原因,将噪声贡献显著的板块定义为关键区域,并对其进行吸声材料铺设,进行二次声学仿真计算,其结果表明铺设吸声材料后在(20~200)Hz频段内驾驶室噪声呈下降趋势,且最大噪声峰值(117 Hz频率下的噪声)比未铺设吸声材料时降低了3.24 dB,证明了该方法在降低装载机驾驶室噪音方面的有效性。
关键词
轮式装载机 有限元模型 边界元法 板面贡献分析
Keywords
wheel loader finite element model boundary element method panel contribution analysis
分类号
TH243.2
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 新型装载机工作装置疲劳寿命预测
8
作者
黄鹏 路景深 丁华锋 陈子明 赵玉倩
机构
东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室 唐山冀东装备工程股份有限公司 中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院 燕山大学机械工程学院
出处
《机械工程学报》
北大核心
2025年第17期27-40,共14页
基金
国家自然科学基金(51905080) 河北省自然科学基金(E2025501014)资助项目。
文摘
为了验证装载机工作装置的可靠性,针对一种装载机反转八连杆的新型工作装置,对其进行静力学分析,求出工作装置中各个铰点的受力。通过Workbench软件对该新型工作装置的动臂、摇臂、顶杆和连杆进行柔性化处理,在ADAMS软件中建立装载机工作装置的刚柔耦合模型,获得了各个工况下动臂的铰接点受力,并与静力学分析结果进行对比,验证了新型装载机刚柔耦合动力学仿真的正确性。求出装载机工作装置中各个构件的危险节点应力-时间历程,采用雨流计数法获取装载机危险节点的应力谱,并利用GoodMan直线方程修正非对称循环应力。最后通过修正后的P-S-N曲线进行疲劳寿命计算。研究表明,该装载机工作装置符合设计要求,并为后续轻量化研究提供了基础。
关键词
新型装载机工作装置 动力学仿真 刚柔耦合模型 雨流计数 GoodMan直线方程
Keywords
new loader working device dynamic simulation rigid-flexible coupling model rainflow counting:GoodMan linear equations
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 基于雷达图法的装载机铲装作业性能综合评价方法
9
作者
谌炎辉 黄炎华 谭程 林伟健
机构
广西水利电力职业技术学院机电工程学院 广西科技大学机械与汽车工程学院 柳州工学院机械工程学院
出处
《中国工程机械学报》
北大核心
2025年第4期667-672,共6页
基金
广西教育厅中青年科研能力提升资助项目(2024KY1148) 广西重点研发资助项目(桂科AB23075086)。
文摘
为研究作业轨迹对装载机自动铲装作业性能的影响,规划了平行铲装法和一次铲装法的作业轨迹,并基于装载机综合试验平台进行自动铲装作业试验,获取不同轨迹作业工况下的插入阻力峰值、油耗、作业时间等性能参数。采用雷达图法对平行铲装法和一次铲装法的自动铲装作业性能进行综合评估,为使得各个性能指标具有可比性,对5组性能指标数据进行正向或反向归一化处理后计算出综合评价系数。结果表明:采用平行铲装法进行装载机自动铲装试验的作业性能更佳,可为装载机自动铲装作业性能寻优提供了研究思路。
关键词
铲装轨迹 阻力 作业时间 作业油耗 雷达图
Keywords
shovel loading track resistance working time operation fuel consumption radar map
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 装载机自动铲掘轨迹误差与铲掘质量研究
10
作者
谌炎辉 郭袁枫 梁帆 班华电
机构
广西水利电力职业技术学院机电工程学院 广西科技大学机械与汽车工程学院 广西徐沃工程机械设备有限公司
出处
《中国工程机械学报》
北大核心
2025年第1期169-173,178,共6页
基金
广西重点研发资助项目(2023AB01092) 广西科技开发计划资助项目(桂科能1598021-2)。
文摘
使用轮式装载机对物料进行自动铲掘试验,对铲斗不同铲掘深度轨迹的自动铲掘轨迹误差和铲掘质量进行了研究。首先根据铲斗铲掘方法设计了装载机自动铲掘试验,并根据试验数据计算分析得到了铲斗实际自动铲掘轨迹;然后通过建立笛卡尔坐标系,求出了铲斗铲掘轨迹误差计算公式和铲斗作业实时阻力公式;最后对相同铲掘截面积下的不同铲掘深度轨迹的铲掘效果进行了对比,找到了铲掘误差小、铲掘效果好的铲掘深度轨迹。结果表明:400 mm铲掘深度下的自动铲掘轨迹平均铲掘质量为4811.6 kg,铲掘距离误差和铲掘截面积误差分别为70.09 mm和0.0901 m^(2),单次试验平均作业油耗为93.298 mL,综合铲掘效果最优。
关键词
轮式装载机 铲掘轨迹 误差 铲掘质量
Keywords
wheel loader excavation trajectory error excavation quality
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 一种轮式装载机举升机构同步控制系统的优化设计
11
作者
姚丹 郑凯
机构
西安交通工程学院
出处
《机械制造与自动化》
2025年第3期90-95,共6页
文摘
针对轮式装载机举升机构工作过程中液压缸产生的同步位置偏差问题,进行同步控制系统的优化设计。阐述轮式装载机举升机构的基本结构与核心参数,建立举升机构的动力学模型并进行力学分析。利用FluidSIM软件绘制举升机构液压系统原理图并进行仿真分析。以传感器、电磁比例换向阀为硬件核心,利用AMESim构建具有PID环节的控制系统仿真模型并进行仿真分析。分析结果表明:PID控制系统的运用提高了轮式装载机举升机构的同步精度,保持了轮式装载机举升机构的持续稳定运行。
关键词
轮式装载机 举升机构 同步控制 AMESIM
Keywords
wheel loader lifting mechanism synchronous control AMESim
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 无人装载机在清舱作业下的路径规划
12
作者
汤晨 于淼 潘震
机构
长春大学
出处
《科技与创新》
2025年第4期40-42,46,共4页
文摘
混合A*算法符合车辆运行运动学,搜寻到的路径最短,但仍存在拐点冗余、无法避障等问题。首先,介绍了传统装载机的清舱作业流程;其次,基于传统混合A*算法提出了适用于无人装载机的改进混合A*算法,需改进节点拓展设计、添加Reeds-Shepp曲线、优化粒子群算法路径,最终得到规划的路径;最后,根据清舱作业环境仿真,模拟出装载机船舱清舱场景,然后将改进混合A*算法与传统混合A*算法的规划效果进行比较。经过仿真可得出数据,验证了改进混合A*算法的有效性,为无人装载机自主铲掘的研究提供了新思路。
关键词
路径规划 装载机 无人驾驶 混合A*算法
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
TP18
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
题名 新能源电动小型装载机
13
出处
《起重运输机械》
2025年第1期71-71,共1页
文摘
新近下线的JGM816E新能源电动小型装载机主具有大电量长续航、作业无忧、稳定可靠寿命长、使用更安心、维护保养少且使用更省心等特点。JGM816E装载机搭载了优秀品牌的电池,电量可达62.98 k Wh,可满足6~8h连续作业要求。该装载机除常规铲斗外,还可以选配多种属具,从而实现一机多用。该装载机能够实现无污染、零噪声作业,亦满足包括木材厂、有环保要求的市政工程、高耗能的钢厂/煤厂等工况的要求。
关键词
新能源 噪声作业 市政工程 可靠寿命 一机多用 装载机 连续作业 维护保养
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 基于Opti Struct的装载机铰接座强度分析
14
作者
王亮 闫位杰 覃康 潘智威
机构
广西柳工机械股份有限公司装载机研究院
出处
《工程机械与维修》
2025年第6期12-13,共2页
基金
广西科技重大专项项目(桂科AA22068065)。
文摘
简述了装载机铰接机构组成及其受力状况,在此基础上建立铰接机构有限元模型,详细进行了铰接座的载荷分解、Tload和Dload载荷的施加以及瞬态分析。在仿真建模文件基础上生成并提交求解文件,在瞬态仿真分析步中完成了各个历程步的连续计算,大幅度简化了计算工作,仿真结果显示铰接座的Mises等效应力,均满足不超过其屈服强度的要求。
关键词
装载机 铰接座 有限元模型 瞬态分析 历程步
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 基于人工智能的工程机械自适应电子差速控制技术
15
作者
庞念宾 房金富 张晓朵 武晓斐
机构
临沂市蓝晶光电科技有限公司 山东临工工程机械有限公司 临沂市知识产权保护中心
出处
《今日制造与升级》
2025年第9期119-121,130,共4页
文摘
针对工程机械在复杂地形运行时传统差速控制系统响应滞后与适应性差等问题,文章提出一种基于人工智能的自适应电子差速控制技术。该技术融合卷积神经网络与强化学习算法,通过多源传感信息实时感知地形特征与车辆状态,动态优化驱动轮转速分配策略。实验结果表明,与传统PID控制相比,该技术在湿滑路面附着系数利用率提升23.6%,转向响应时间减少31.2%,能耗降低17.8%。特别在极端工况下,系统表现出优异的环境适应性与控制稳定性,为提升工程机械作业效率与安全性提供了新的技术方案。
关键词
工程机械 人工智能 电子差速控制 自适应控制 强化学习
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 工程机械电控互锁型机罩举升装置的应用
16
作者
谢雁成 罗远鹏 李大尤 张新元 张锦明
机构
广西柳工机械股份有限公司
出处
《今日制造与升级》
2025年第2期105-107,共3页
文摘
文章介绍某新型工程机械发动机罩举升机构的应用,解决了现有发动机罩启闭动作繁琐的问题。
关键词
工程机械机罩 电控 液压锁 电磁换向阀 举升油缸
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 钢衬流道检修蜘蛛车的设计应用
17
作者
熊荣刚 廖海生 晏和帅 戴奇明 汪健
机构
三峡金沙江云川水电开发有限公司宁南白鹤滩电厂 上海普英特高层设备股份有限公司
出处
《建筑机械化》
2025年第3期75-79,共5页
基金
中国长江电力股份有限公司资助(Z532302011)。
文摘
根据水电站深孔钢衬流道特有作业场景,探讨专用蜘蛛车的设计理念,以提高其操作性能与安全标准;提出一套创新设计原则,包括带磁性的支脚盘、防滑磁锚,并开发一种集成了先进传感器、实时数据分析和自动故障诊断的智能控制系统,防止蜘蛛车在斜坡上的滑动和倾覆现象,提高了设备的稳定性和检修作业的安全性。
关键词
钢衬流道 蜘蛛车 磁锚 支脚盘 水电站检修
分类号
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 光伏板安装机器人的技术创新与产业应用
18
作者
刘浩然 党伟
机构
广西柳工机械股份有限公司
出处
《建设机械技术与管理》
2025年第5期11-13,27,共4页
文摘
全面探讨了光伏板安装机器人在光伏产业中的应用与发展。介绍了光伏板安装机器人的类型(轨道式、轮式、履带式及特种机器人)及其工作原理。通过多个应用案例,展示了光伏板安装机器人在不同类型光伏项目中的显著成效,如缩短建设周期、提升安装质量、降低人力成本等。同时,探讨了当前机器人面临的技术瓶颈,包括控制精度、环境适应性和跨场景应用的局限性,并提出了相应的突破路径。展望了光伏板安装机器人的未来发展方向,包括智能化、多技术融合和产业协同等。
关键词
光伏板安装机器人 光伏产业 自动化 智能化 技术瓶颈
分类号
TP183
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TH243
[机械工程—机械制造及自动化]
