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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，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、·信息技術·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．解放軍理工大學野戰(zhàn)工程學院，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建?；A上，規(guī)劃了鏟斗齒尖運動軌跡。利用運動學建模的結果實現(xiàn)了齒尖坐標序列到關節(jié)轉角序列，關節(jié)轉角序列到液壓缸驅動序列的轉換。利用ADAMS軟件對軌跡規(guī)劃結果進行了仿真驗證。驗證結果和規(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。關鍵詞：運動學；軌跡
2、規(guī)劃；ADAMS；運動仿真中圖分類號：TP391．9文獻標志碼：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定?。軌跡規(guī)劃的結果不能直觀顯示，是否滿足作業(yè)任務的需要難以檢測。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山地挖掘機結構與坐標空間示意圖規(guī)劃的基礎上，使用ADAMS軟件對規(guī)劃結果進行了仿真驗證。四種工作空間J：驅動空間，關節(jié)空間，位姿空間和檢測空間。其中驅動空間由回轉液壓馬達轉角A和動臂、斗1山地挖掘機作業(yè)機構運動學模型桿、伸縮臂、鏟斗液壓缸長度A2，A，A，A組成；關節(jié)空間由回轉平臺轉角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系中的位置[Y
7、z】和個關節(jié)分別為回轉(Rotator)、動臂(Boom)、斗桿(Arm)、姿態(tài)角確定；檢測空間為各關節(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系，如1．2運動學正解圖1所示，基坐標系為00-x。Y。z0，其余關節(jié)坐標系有：0一X1Ylz1，02-Y~2Y2z2，03-X3Y3，04-X4Y4Z4，05一xsY5z5，各坐標z工作裝置的運動學正解，即已知各關節(jié)的角度或伸縮量，求
