鑿巖機器人作為一種高度自動化的隧道施工設(shè)備,可以大幅度提升施工效率,提高鉆孔精度,顯著改善施工人員工作環(huán)境,目前已被廣泛運用于鉆爆法隧道開挖和礦山開采等領(lǐng)域。雙三角鉆臂是一種能直接定位的機械鉆臂,可以直接將釬頭運動至工作面設(shè)定的位置,在提升定位效率的同時,其操作方便性也得到了提升。本文以具有雙三角鉆臂的鑿巖機器人為研究對象,開展了鉆臂運動控制研究,其主要研究內(nèi)容如下:鉆臂運動中干涉的判別;鉆臂執(zhí)行端點與各個液壓缸之間的關(guān)系推導(dǎo);廣義預(yù)測控制的改進研究。保證鉆臂在自動化運行后不會發(fā)生干涉是整個鑿巖鉆臂安全運動的前提。避免干涉的發(fā)生,實際上就是避免鉆臂的各個部分與自身及環(huán)境的最小距離大于零。將鉆臂自身簡化為桿件組成的模型,通過計算桿件與桿件、桿件與障礙物的最小距離便可由此判斷是否發(fā)生干涉。鑿巖機器人鉆臂的運動依靠的是多個液壓缸的共同作用,其中尤以左右支臂液壓缸,左右俯仰液壓缸和大臂液壓缸的運行狀態(tài)對鉆臂的軌跡行進和最終定位影響最大。由于左右支臂液壓缸和俯仰液壓缸在油路設(shè)計上本身就考慮了支臂液壓缸與俯仰液壓缸的協(xié)調(diào)同步,保證鉆臂軌跡能否按預(yù)定軌跡運行的關(guān)鍵便是推導(dǎo)出左右支臂液壓缸與大臂液壓缸... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鑿巖機器人

第一章 緒論系統(tǒng)的不確定模型，這樣設(shè)計出的神經(jīng)控制器可以保證閉環(huán)系統(tǒng)的絡(luò)和滑�？刂频慕Y(jié)合，不僅進一步削弱了滑�？刂戚斎霑r存在的抖振網(wǎng)絡(luò)控制器無效時滑膜控制的介入仍能保證系統(tǒng)魯棒性，從而達到增的。針對鉆臂長時間運行后由于間隙增大導(dǎo)致控制效果降低的問題，網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)算法為基礎(chǔ)，同時加以位置誤差和力誤差的線性滑模項設(shè)實現(xiàn)對位置誤差和內(nèi)力誤差的有效控制。

附加的諸多工具箱以及其本身對 C、C++等語言的支持使 MATLAB 在算于其他軟件有著明顯的優(yōu)勢。在機械系統(tǒng)仿真方面，利用 MATLAB nk/SimMechanics 模塊可以完成簡單機械結(jié)構(gòu)的仿真，對于結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜AB 則提供了插件，將 CAD 軟件完成的建模進行導(dǎo)入；此外，附加工具箱足以支持鑿巖機器人液壓部分的仿真。考慮到控制程序在 MATLAB 當(dāng)中及其諸多優(yōu)勢，故采用 MATLAB 進行控制程序和液壓部分的仿真。三維結(jié)構(gòu)模型巖機械臂是一個復(fù)雜的機械系統(tǒng)，對其進行完整的建模一方面會大幅度增量，影響解算效率，另一方面對本文仿真所帶來的精度提升有限，本文仿證機械臂的運動軌跡及速度跟蹤情況，故在建模時對部分零部件進行了簡。鉆臂運動過程中各部件質(zhì)心的變化以及慣量對控制的影響最大，因而三部件進行材料的設(shè)定，實際上將鉆臂各部件的質(zhì)心及慣量的影響引入進仿達到盡可能反映出鉆臂運動中真實狀況的目的。建立各部件的建模，完.5 所示：

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]隧道鑿巖機器人控制系統(tǒng)及定位誤差分析與補償研究[D]. 謝習(xí)華.中南大學(xué) 2009

碩士論文
[1]輕型鑿巖機器人運動學(xué)及力學(xué)分析與仿真[D]. 郭娜.東北大學(xué) 2006



本文編號：2995140