機(jī)械裝備作業(yè)發(fā)展方向是智能化、效率化、可擴(kuò)展化,由于作業(yè)姿態(tài)與路徑監(jiān)控等問(wèn)題,機(jī)械裝備作業(yè)機(jī)構(gòu)在避障、路徑規(guī)劃任務(wù)中存在巨大的不足。論文針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)機(jī)構(gòu)的水平與高度智能控制、工程機(jī)械作業(yè)臂的姿態(tài)監(jiān)測(cè)等需求,提出一種基于NRF（單片無(wú)線收發(fā)芯片）無(wú)線通信的機(jī)械作業(yè)機(jī)構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),利用陀螺儀、加速度傳感器、地磁傳感器等進(jìn)行機(jī)械作業(yè)機(jī)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測(cè),通過(guò)無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)機(jī)械作業(yè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳送,編寫了相關(guān)姿態(tài)解算與預(yù)測(cè)算法,最后搭建了系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）分析工程機(jī)械特點(diǎn),將工程機(jī)械作業(yè)機(jī)構(gòu)抽象為n連桿串聯(lián)結(jié)構(gòu)模型,根據(jù)本文中所用傳感器的檢測(cè)原理、姿態(tài)監(jiān)測(cè)基本原理和姿態(tài)解算理論,包括姿態(tài)角定義、姿態(tài)角表示方法、四元數(shù)更新算法,提出了基于陀螺儀+加速度傳感器+地磁傳感器的姿態(tài)解算算法,針對(duì)典型工程機(jī)械模型進(jìn)行了MATLAB和ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真、驗(yàn)證。（2）闡述了相關(guān)各類傳感器檢測(cè)原理,根據(jù)本系統(tǒng)功耗需求進(jìn)行了相關(guān)傳感器和CPU的選型;針對(duì)作業(yè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸、電路板的散熱需求等進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)接收模塊的硬件原理圖設(shè)計(jì),通過(guò)功能及擴(kuò)... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

姿態(tài)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

惡劣的工作環(huán)境直接影響著操作人員的生命和智能化的作業(yè)。研制基于無(wú)線通信的作業(yè)機(jī)構(gòu)來(lái)代替作題最理想的方案。要分為串聯(lián)機(jī)械和并聯(lián)機(jī)械，兩種機(jī)械均存在著姿態(tài)監(jiān)控起重機(jī)、臂架混凝土輸出泵車、串聯(lián)機(jī)器人為例分析存在穩(wěn)定性完全由機(jī)械的自重來(lái)維持，而吊臂長(zhǎng)度、起吊方向響起重機(jī)穩(wěn)定性的幾個(gè)主要因素，其中吊臂長(zhǎng)度、起吊方全問(wèn)題主要是由起吊載荷和人為因素造成(屬于吊臂的姿態(tài)誤和作業(yè)條件不佳造成的整機(jī)傾覆等問(wèn)題，需要監(jiān)測(cè)起重作過(guò)程中，吊重?cái)[角在理論上需滿足 0 度（工程上小于 3業(yè)對(duì)象的質(zhì)量都很大，當(dāng)擺角不滿足要求時(shí)，吊線會(huì)產(chǎn)的穩(wěn)定性。在目前的國(guó)內(nèi)外研究中，吊臂擺角的監(jiān)控沒(méi)有視吊重的姿態(tài)，效率低下且無(wú)法滿足模塊化、智能化發(fā)展工程安全，為加快智能化起重機(jī)研究進(jìn)程，減少工程人員研究是十分有必要的。

圖 1-3 雙機(jī)塔吊工程機(jī)械[3]工作過(guò)程中，為了契合未來(lái)的發(fā)展方向業(yè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息，姿態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)[4]扮術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1通過(guò)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷作業(yè)機(jī)構(gòu)的安全性能，例如工件大提高了工程機(jī)械的安全性和準(zhǔn)確性，降低了培養(yǎng)2）模擬工程機(jī)械的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)流程，通過(guò)監(jiān)測(cè)分析況，對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行正確的路徑規(guī)劃，減少工程機(jī)求，同時(shí)可以將整個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)的狀況以數(shù)據(jù)的形析，各取所長(zhǎng)，更好的對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免姿態(tài)監(jiān)測(cè)研究多集中在工程機(jī)械設(shè)備整機(jī)的安全性安全性、舒適度與能源消耗，而對(duì)具體的作業(yè)機(jī)構(gòu)測(cè)上還需要依靠豐富經(jīng)驗(yàn)的操作員進(jìn)行判斷。由于對(duì)于工程機(jī)械作業(yè)機(jī)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)以及路徑規(guī)劃的研

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[9]基于MEMS的微小型嵌入式航姿參考系統(tǒng)研究[D]. 陳宇捷.上海交通大學(xué) 2009
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本文編號(hào)：3294705