噴漿臺(tái)車機(jī)械臂的靜動(dòng)態(tài)特性分析及拓?fù)鋬?yōu)化

李若昕，姜永正, ，陸小龍，夏啟航

（1.湖南科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201；2.湖南科技大學(xué) 機(jī)械設(shè)備健康維護(hù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 湘潭 411201）

0 引言

噴漿臺(tái)車是當(dāng)前隧道、涵洞等地下建筑進(jìn)行噴漿支護(hù)時(shí)的主要工具，隨著現(xiàn)代工程建設(shè)的大規(guī)模開(kāi)展，對(duì)噴漿臺(tái)車的需求量大大增加[1]。現(xiàn)代的噴漿機(jī)械臂朝著大型化和智能化方向發(fā)展，機(jī)械臂的響應(yīng)快速性和穩(wěn)定性是一個(gè)很重要的設(shè)計(jì)要求[2]。又因?yàn)榈叵陆ㄖ氖┕きh(huán)境較為惡劣，機(jī)械臂的俯仰運(yùn)作頻繁，機(jī)械臂受力情況復(fù)雜，導(dǎo)致機(jī)械臂在運(yùn)作過(guò)程中易開(kāi)裂，對(duì)施工人員的生命安全造成威脅[3]。為保證施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，提高施工效率，延長(zhǎng)噴漿臺(tái)車機(jī)械臂的使用年限，對(duì)噴漿臺(tái)車機(jī)械臂的分析研究顯得十分必要。

據(jù)調(diào)查了解，在大部分工廠中，他們對(duì)于機(jī)械臂開(kāi)裂問(wèn)題的解決方法多是對(duì)開(kāi)裂處進(jìn)行加厚處理，這解決了一時(shí)的開(kāi)裂問(wèn)題，但是未從機(jī)械臂強(qiáng)度等方面對(duì)機(jī)械臂本身的缺陷進(jìn)行分析，加厚的機(jī)械臂后期仍然會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，故這種解決方法治標(biāo)不治本[4]。在航天、航空、汽車等高科技工業(yè)領(lǐng)域中，面對(duì)臂管開(kāi)裂的情況，設(shè)計(jì)者廣泛應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化這一優(yōu)化方法加以解決。如S.Mantovani 等[5]對(duì)汽車的儀表板進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化，最終設(shè)計(jì)出了一款高性能跑車儀表板；M.Imran 等[6]對(duì)飛機(jī)起落架進(jìn)行有限元分析，并對(duì)飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的改進(jìn)。

綜上所述，拓?fù)鋬?yōu)化能夠在材料均勻分布的設(shè)計(jì)空間中找出最佳的分布方案[7]，并且能夠?yàn)閷?shí)物的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)提供良好的理論基礎(chǔ)。……