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《山地挖掘機自主作業(yè)軌跡規(guī)劃與ADAMS仿真驗證.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、·信息技術(shù)·張杰，等·山地挖掘機自主作業(yè)軌跡規(guī)劃與ADAMS仿真驗證山地挖掘機自主作業(yè)軌跡規(guī)劃與ADAMS仿真驗證張杰，劉安心，李煥良，房立豐，邵立福。，崔洪新(1．解放軍理工大學(xué)野戰(zhàn)工程學(xué)院，江蘇南京210007；2．總裝工程兵科研一所，江蘇無錫214035)摘要：為實現(xiàn)山地挖掘機典型工況的自主作業(yè)控制，在工作裝置的運動學(xué)建?；A(chǔ)上，規(guī)劃了鏟斗齒尖運動軌跡。利用運動學(xué)建模的結(jié)果實現(xiàn)了齒尖坐標(biāo)序列到關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角序列，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角序列到液壓缸驅(qū)動序列的轉(zhuǎn)換。利用ADAMS軟件對軌跡規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行了仿真驗證。驗證結(jié)果和規(guī)劃相符，為實現(xiàn)山地挖掘機的自主作業(yè)控制提供了理論指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：運動學(xué)；軌跡
2、規(guī)劃；ADAMS；運動仿真中圖分類號：TP391．9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1671．5276(2013)06．0090—03TrajectoryPlanningofAutonomousOperationofMountainExcavatorAndADAMSSimulationVerificationZHANGJin，LIUAn—xin，LIHuan—liang，F(xiàn)ANGLi—feng，SHAOLi—fu，CUIHong—xin(1．CollegeofFieldEngIneering，PLAUniversityofScienceandTechnology，Nanjing，2100
3、07；2．TheFirstEngineeringScientificResearchInstituteofGeneralArmamentsDepartment，Wuxi214035)Abstract：Inordertoimplementtheautonomousoperationcontrolundertypicalconditionsofmountainexcavator，thispaperplansoutthemotiontrailofbucketbaseonthekinematicsanalysisofworkingdeviceandusestheresultofkinem
4、aticsmodelingtochangethetransformationofbucketcoordinatesequencetojointcornersequenceandthentodrivesequence．Thesimulationverificationfortheconsequenceoftrajectoryplanningisaccomplished．Theresultsofverificationconformtotheplanningrequirements．Thetheoret-icaldirectionisprovidedforachievingtheau
5、tonomousoperationcontrolofthemountainexcavator．Keywords：kinematics；trajectoryplanning；ADAMS；motionsimulation山地挖掘機自主作業(yè)控制，是指山地挖掘機在無人操作的情況下完場典型工況的作業(yè)。其目的是實現(xiàn)自動或半自動作業(yè)，降低勞動強度，提高生產(chǎn)率。實現(xiàn)自主作業(yè)，必須實現(xiàn)作業(yè)路徑的軌跡規(guī)劃。軌跡規(guī)劃是指根據(jù)作業(yè)任務(wù)的要求，鏟斗齒尖在工作過程中位置和姿態(tài)變化的路徑、取向以及它們變化速度和加速度的人為的設(shè)定?。軌跡規(guī)劃的結(jié)果不能直觀顯示，是否滿足作業(yè)任務(wù)的需要難以檢測。對后續(xù)根據(jù)液壓控制
6、系統(tǒng)的需要，進(jìn)行修正和優(yōu)化造成困難。鑒于此，本文在軌跡圖1山地挖掘機結(jié)構(gòu)與坐標(biāo)空間示意圖規(guī)劃的基礎(chǔ)上，使用ADAMS軟件對規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行了仿真驗證。四種工作空間J：驅(qū)動空間，關(guān)節(jié)空間，位姿空間和檢測空間。其中驅(qū)動空間由回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)角A和動臂、斗1山地挖掘機作業(yè)機構(gòu)運動學(xué)模型桿、伸縮臂、鏟斗液壓缸長度A2，A，A，A組成；關(guān)節(jié)空間由回轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)角0，動臂與水平面之間的夾角0，斗桿與動臂延長線之間的夾角0，伸縮臂工作時的長度，鏟斗1．1工作裝置工作空間描述鉸點到鏟斗齒尖連線與斗桿延長線之間的夾角0組成；山地挖掘機由五個關(guān)節(jié)組成五自由度工作裝置。五位姿空間由鏟斗齒尖在基坐標(biāo)系中的位置[Y
7、z】和個關(guān)節(jié)分別為回轉(zhuǎn)(Rotator)、動臂(Boom)、斗桿(Arm)、姿態(tài)角確定；檢測空間為各關(guān)節(jié)的傳感器檢測信息，文伸縮臂(AdjustableArm)和鏟斗(Bucket)。中即為五個關(guān)節(jié)傳感器信息。采用D—H法建立挖掘機工作裝置連桿坐標(biāo)系，如1．2運動學(xué)正解圖1所示，基坐標(biāo)系為00-x。Y。z0，其余關(guān)節(jié)坐標(biāo)系有：0一X1Ylz1，02-Y~2Y2z2，03-X3Y3，04-X4Y4Z4，05一xsY5z5，各坐標(biāo)z工作裝置的運動學(xué)正解，即已知各關(guān)節(jié)的角度或伸縮量，求
