鉸接輪式裝載機(jī)作業(yè)于野外非結(jié)構(gòu)化地面環(huán)境下,具有變結(jié)構(gòu)、變質(zhì)心、變載荷等特點(diǎn),導(dǎo)致其側(cè)向穩(wěn)定性差,容易發(fā)生側(cè)翻事故,因此實(shí)現(xiàn)其失穩(wěn)預(yù)警和主動(dòng)安全控制尤為重要。本文針對(duì)當(dāng)前研究沒(méi)有考慮非結(jié)構(gòu)地形引起車身姿態(tài)劇烈變化導(dǎo)致鉸接輪式裝載機(jī)側(cè)翻這一關(guān)鍵外界誘導(dǎo)因素的不足,圍繞非結(jié)構(gòu)地形實(shí)時(shí)獲取及其對(duì)車身姿態(tài)造成的影響進(jìn)行研究,解決鉸接輪式裝載機(jī)作業(yè)過(guò)程中非結(jié)構(gòu)化地形信息實(shí)時(shí)獲取和對(duì)其位姿進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的問(wèn)題,為鉸接輪式裝載機(jī)失穩(wěn)預(yù)警和主動(dòng)控制提供依據(jù)和參考。論文具體的研究工作如下:(1)構(gòu)建了基于激光雷達(dá)的多傳感器系統(tǒng)。基于多線程技術(shù)對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)同步地采集,包括二維激光雷達(dá),IMU,編碼器。另外,采用拉格朗日插值方法對(duì)采樣頻率較低的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理,并利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)融合算法對(duì)多傳感器信息進(jìn)行匹配融合。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性,并實(shí)現(xiàn)對(duì)裝載機(jī)1:5比例樣機(jī)行駛過(guò)程進(jìn)行三維虛擬可視化。(2)基于二維激光雷達(dá)對(duì)非結(jié)構(gòu)化路面進(jìn)行三維點(diǎn)云建模。在充分考慮到輪式裝載機(jī)野外作業(yè)環(huán)境的特殊性的前提下,本文采用基于二維激光雷達(dá)掃描的方法構(gòu)建非結(jié)構(gòu)路面輪廓的三維點(diǎn)云地形圖,并對(duì)其進(jìn)行降噪和優(yōu)化處理,同時(shí),繪制其功率譜密度譜圖,對(duì)路面不平度進(jìn)行了初步分析。(3)研究野外非結(jié)構(gòu)化路面對(duì)鉸接輪式裝載機(jī)行駛姿態(tài)角變化的影響。提出一種鉸接輪式裝載機(jī)行駛位姿預(yù)測(cè)的方法。基于分析鉸接輪式裝載機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用差速行駛模型對(duì)其行駛過(guò)程中將來(lái)時(shí)刻的位置進(jìn)行預(yù)測(cè),再通過(guò)三點(diǎn)模型確定裝載機(jī)車體的姿態(tài),預(yù)測(cè)得到將來(lái)2秒時(shí)刻的側(cè)傾角和橫滾角均方根誤差RMSE分別為1.8°和2.1°,驗(yàn)證了該方法的有效性。綜上所述,本文從采集獲取鉸接輪式裝載機(jī)行駛過(guò)程中前方路面的三維信息出發(fā),通過(guò)構(gòu)建的路面三維信息,結(jié)合裝載機(jī)當(dāng)前的行駛狀況,提前獲知將來(lái)時(shí)刻的車體位姿,為鉸接輪式裝載機(jī)失穩(wěn)控制提供依據(jù)和參考。研究?jī)?nèi)容可為其他作業(yè)于野外非結(jié)構(gòu)化路面的車輛的主動(dòng)安全研究提供新的研究思路和方法。
【學(xué)位單位】：廈門(mén)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH243
【部分圖文】：

由于鉸接輪式裝載機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和載荷變化引起的整車質(zhì)心變化，以及野外逡逑非結(jié)構(gòu)化路面的激勵(lì)、地形的突變等及其惡劣的工作環(huán)境的影響，導(dǎo)致其作業(yè)時(shí)逡逑容易發(fā)生失穩(wěn)，甚至側(cè)翻，如圖１．１邋（ｂ）所示。另外，由于裝載機(jī)較高的市場(chǎng)保逡逑有量，使得裝載機(jī)車輛的側(cè)傾翻事故發(fā)生的概率增高，對(duì)裝載機(jī)駕駛操作人員的逡逑人身安全造成極大的威脅。在車輛的側(cè)翻事故中，鉸接輪式車輛的翻車事故是非逡逑鉸接車輛的一倍多［５，６１。我國(guó)國(guó)家生產(chǎn)安全監(jiān)督管理總局的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，四年逡逑內(nèi)的裝載機(jī)側(cè)傾翻事故約達(dá)３０起Ｗ１。在英國(guó)，２００１年重型鉸接車輛的側(cè)傾翻事逡逑故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為５７３起Ｍ。逡逑}蹦儒義希ǎ幔╁危ǎ猓╁義賢跡保甭質(zhì)階霸鼗孩紉巴庾饕德質(zhì)階霸鼗�；（ｂ）沦|(zhì)階霸鼗嚳鹿叔義銜耍時(shí)曜跡桑櫻襄澹常矗罰保保梗梗矗郟保牽鶯停桑櫻襄澹常矗矗梗保梗梗玻保保保菀笠巴夥槍煩盜懼義希卞義

本文編號(hào)：2814951