[發明專利]裝載機工作裝置優化實驗臺

有效

• 申請號: 202110045283.1
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112634735B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 崔玉鑫;王超飛;楊彬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

裝載機工作裝置優化實驗臺屬于科學教育技術領域，彌補高等教育的優化設計等課程缺少教學用教具的問題。本發明由安裝固定支架、動臂框架、搖臂框架、鏟斗框架、轉斗拉桿、電動推桿組件、MPU6050姿態傳感器等組成，以實物直觀的形式展示了裝載機工作裝置的結構。根據裝載機工作裝置的優化問題所建立的數學模型，求解得到的各個鉸點的最優位置，利用本發明設計的實驗臺可將各個鉸點設置到最優位置，模擬裝載機的工作過程，同時演示優化結果和優化效果。在高等教育中可以作為教學工具向學生展示現代優化設計方法的思路和過程，體會建模思想和優化原理，了解裝載機工作裝置的工作原理，是進行實驗教學的良好教具。

技術領域

本發明屬于科學教育技術領域，具體涉及一種用于在教學中演示裝載機工作裝置優化設計原理和效果的教具。

背景技術

參閱附圖16，裝載機工作裝置是裝載機實現物料的鏟掘、裝卸及其它作業的連桿機構，由機架、動臂、動臂油缸、鏟斗、轉斗油缸、搖臂、轉斗拉桿組成，其設計質量和性能直接影響裝載機作業的工作效率和質量，對整機其它性能也有較大影響。合理設計連桿機構各部分的尺寸和鉸點位置，不僅可以得到良好的鏟斗平移性，而且能實現鏟斗的自動放平，同時使轉斗油缸和動臂油缸的所需輸出力及功率盡量減少。

國內外學者對裝載機工作裝置的優化問題進行了大量的研究，建立了這一優化問題的不同層次的數學模型，并利用計算機進行求解，解決了眾多實際工程問題。但是，對于學生來說，學習這些優化方法仍存在很大困難。一方面，由于實際工程問題的優化數學模型非常復雜，建模過程涉及大量的公式計算，比較晦澀難懂；另一方面，優化數學模型的求解只能依靠計算機完成，優化結果的正確性主要靠經驗判斷，或者制造樣機來驗證，成本較高且無法實現對不同優化結果的實際效果進行比較。

同時，隨著科學技術的發展，教學模式也在與時俱進，實驗教學備受重視。在教學領域，急需具有先進性的教學用具。對于工學的學生來說，實驗教學尤其重要。為了讓學生充分理解所學內容，在相關教學中科學的教具必不可少。大學高等教育中，針對工科學生的現代優化設計方法的教學，備受重視。同時，對現代優化設計方法的掌握對受教育者來說，也是難點。目前，高等院校缺乏優化設計方法的素材和實驗平臺進行教學。針對裝載機工作裝置的優化問題，是工科教學中應用數學原理進行優化設計的典型案例，但是教學者往往缺乏實體演示平臺，只能進行書面上的講授，教學效果通常不理想，而目前國內尚無關于裝載機工作裝置優化設計的實物教學實驗平臺，用于現代優化設計方法教學的教具在國內還處于比較缺乏的狀態。

發明內容

為填補這一空白，本發明提供一種用于高等教育工科教學中關于現代優化設計方法的科學教具，能夠演示裝載機工作裝置的優化過程和方法，同時也可為裝載機工作裝置的設計研究提供實驗平臺。