挖掘機(jī)觸覺感知挖掘的研究.pdf

1、液壓挖掘機(jī)是一種功能典型、工況復(fù)雜、用途非常廣泛的工程機(jī)械。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，液壓挖掘機(jī)也正逐漸成為多種高新技術(shù)綜合集成的載體，向著高效率、高可靠性、安全節(jié)能及自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。智能挖掘機(jī)的最終目的是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的挖掘機(jī)，以拓展應(yīng)用領(lǐng)域，適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，提高任務(wù)質(zhì)量，同時(shí)降低成本。
　　 本文在傳統(tǒng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)挖掘機(jī)感知能力，提出了發(fā)展觸覺感知挖掘機(jī)，并對整機(jī)控制系統(tǒng)架構(gòu)

2、，功能及挖掘作業(yè)的控制進(jìn)行了嘗試性的探索。針對觸覺感知挖掘作業(yè)需要，確定了挖掘機(jī)觸覺感知作業(yè)的功能要求和總體方案。參閱相關(guān)資料建立了挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，并討論了挖掘機(jī)觸覺增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制算法。
　　 基于AMESim和SIMLINK，建立了針對挖掘機(jī)系統(tǒng)仿真模型?；诼?lián)合仿真模型，研究了觸覺增強(qiáng)力、位控制、振動(dòng)挖掘、阻抗控制及障礙物表面跟蹤等典型工況的控制算法。并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，得出如下的結(jié)論：
　

3、　 1，軌跡控制，這樣一種剛性控制，顯然不能滿足實(shí)現(xiàn)工作環(huán)境的需要。在實(shí)際上加入柔性的控制，及力的控制，在調(diào)整位置控制的同時(shí)，可以避免挖掘過程中的沖擊。
　　 2，通過對鏟斗挖掘中力與位置的開關(guān)切換控制和阻抗控制的結(jié)果來看，力與位置的切換控制，因?yàn)槠淇刂颇Ｊ降那袚Q，當(dāng)從一種控制向另一種控制切換時(shí)，會為系統(tǒng)帶來沖擊，阻抗控制更加適合于在控制過程，分界面發(fā)性沖擊時(shí)的緩沖，實(shí)現(xiàn)位置和力控制的統(tǒng)一控制。
　　 3，采用基于力和