装载机工作装置轨迹控制的仿真研究

发布时间：2020-10-15 02:01

　　 随着机电一体化技术的不断发展,工程机械的自动化程度不断提高。装载机作为一种有效的物料铲装设备,广泛地应用于各种施工现场。由于它的工作特点,操作人员需要反复地铲掘、运料,卸料及频繁地车辆换向,这使操作人员在工作中易疲劳,工作效率降低。而通过装载机工作装置铲掘作业的轨迹控制研究,可以减轻劳动强度,提高装载机的作业效率。 本文针对装载机工作装置铲掘作业的轨迹控制进行了研究。建立了装载机工作装置的运动学及动力学模型,采用计算力矩法,设计了装载机工作装置的轨迹跟踪控制器;并在控制算法中考虑了装载机作业工况时铲斗的受力情况,通过引入阻力补偿系统,消除了工作阻力对装载机工作装置轨迹控制的影响。运用Solidworks软件建立装载机工作装置的三维模型,将其导入到ADAMS软件中生成样机模型,再将样机模型导入到Matlab软件中,并建立控制系统框图,进行ADAMS-Matlab联合仿真实验,仿真结果表明本文设计的控制系统可以实现较高精度的装载机工作装置轨迹控制。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH243
【部分图文】：

吉林大学硕士学位论文1.2 装载机工作装置简介装载机的工作装置是装载机的重要组成部分。在一般情况下，装作装置由铲斗、动臂、摇臂、连杆、转斗油缸及动臂油缸组成。如图铲斗是装载机的容器，用以铲装物料，它具有两个铰点，一个与动一个通过连杆、摇臂与转斗油缸连接，操纵转斗油缸即可使铲斗翻动臂与车架铰接，操纵动臂油缸即可举升或降落动臂和铲斗。装载翻斗、提升以及卸料都是通过动臂油缸和转斗油缸运动来实现的。

第一步：确定各坐标系的Z 轴。基本原则是：选取iZ 轴沿关节 i +1 指向可任选，但通常都将各平行的Z 轴均取为相同的指向。这里要说⑴ 当关节i+1 是移动关节时，其轴线指向已知但位置不确定，这时选i+1Z 轴相交（若关节 i +2 也是移动关节，则取iZ 轴与i+1Z 轴都与i+2Z )LL 。⑵ 机器人杆n的远端没有关节n+1，这时可选取nZ 轴与n-1Z 轴重合第二步：确定各坐标系的原点。基本原则是：选取原点iO 在过i-1Z 轴公法线上（即iO 为此公法线与iZ 轴的交点）。这里要说明的是：图 2-1 n 自由度机器人

里要说明的是： 杆i的两端分别有i-1Z 和iZ ，ia 和ia 分别描述了从i-1Z 轴到Z。关节i 的轴向i-1Z 是i-1X 轴和iX 轴的公法线，id 和iq 分别描到iX 轴的距离和转角。ia 和ia 由杆 i 的结构确定，是常数；而id 和iq 与关节 i 的类型有是常数，另一个是变量。当关节i是转动关节时，id 是常数，iq i是移动关节时，id 是变量，iq 是常数。关节变量刻画了系 i 相对。 根据 D-H 参数的概念可看出，在用 D-H 方法建立杆坐标系时不能按基本原则唯一确定时，总是在设置时力图使更多的 D-H图 2-2 D-H 参数图
【引证文献】

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本文编号：2841521