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    188宝金博页面版: [精品]遥控挖掘机器人轨迹跟踪的电液比例控制系统

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    内容提示： 遥控挖掘机器人轨迹跟踪的电液比例控制系统张海涛 ,何清华 ,陈欠根The Electrohydraulic Proportional Control System for Robotic ExcavatorZhang Hai2tao ,He Qing2hua ,Chen Qian2gen(中南大学机电学院智能机械研究所 ,湖南 长沙 　 410083)　　 摘 　 要 :为实现自动挖掘 ,在挖掘机器人的轨迹规划器给出铲斗期望的运动轨迹的情况下 ,需要挖掘机的控制系统能够控制其工作装置实现对给定轨迹的准确跟踪。 电液比例阀兼有开关控制和伺服控制的优点 ,能实现对液压系统流量和方向的比例控制。 该文提出了 一种对常规挖掘机的液压回路进行简单的改造后 ...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：88 | 上传日期：2015-03-09 03:48:49 | 文档星级：
    遥控挖掘机器人轨迹跟踪的电液比例控制系统张海涛 ,何清华 ,陈欠根The Electrohydraulic Proportional Control System for Robotic ExcavatorZhang Hai2tao ,He Qing2hua ,Chen Qian2gen(中南大学机电学院智能机械研究所 ,湖南 长沙 　 410083)　　 摘 　 要 :为实现自动挖掘 ,在挖掘机器人的轨迹规划器给出铲斗期望的运动轨迹的情况下 ,需要挖掘机的控制系统能够控制其工作装置实现对给定轨迹的准确跟踪。 电液比例阀兼有开关控制和伺服控制的优点 ,能实现对液压系统流量和方向的比例控制。 该文提出了 一种对常规挖掘机的液压回路进行简单的改造后 ,在挖掘机上既能实现常规手柄操作控制 ,又能实现电液比例遥控轨迹跟踪的液压回路。 在建立系统数学模型的基础上 ,该文提出了一种 PID 参数自适应的控制策略 ,并利用仿真实验对其性能进行验证。关键词 :挖掘机器人 ;轨迹跟踪 ;电液比例 ;控制中图分类号 :TH1371 5 　 文献标识码 :B 　 文章编号 :100024858(2004) 07200112031 　 引言对于劳动强度大 ,劳动条件差以及安全性得不到保障的工程建设 ,迫切需要用机器人来代替人工作业。此外 ,实现挖掘自动化也是提高生产能力和挖掘机工作效率的需要。 一般自动挖掘的计算机控制系统由两部分组成 :高级控制系统采用基于规则的方式进行路径及运动轨迹规划 ;低级控制器接受高级控制器的指令并利用传感系统的闭环反馈实现对给定轨迹的准确跟踪 ,本文主要研究低级控制的轨迹跟踪技术。2 　 挖掘机器人工作装置的运动要求和对常规挖掘机液压回路的电液比例改造1) 工作装置的运动控制要求液压挖掘机的液压系统中有 6 个执行器 ,即左右行走马达 ,上车回转马达 ,动臂液压缸 ,斗杆液压缸 ,铲斗液压缸。 为了 提高挖掘机的生产率和节省能源消耗 ,在挖掘机的挖掘装载过程中 ,需要回转马达和 3 种液压缸协调动作 ,即工作装置的控制系统应具备如下3 项功能 :(1) 挖掘控制功能。 铲斗沿水平面或与水平面成一定角度的直线运动 ,圆弧运动 ,以及任意轨迹的运动 ;(2) 装载控制功能。 完成满斗提升、回转和卸载。在这一过程中要求铲斗相对地面保持开始提升时的角度 ,以防止铲斗内物料在提升过程中撒落 ;(3) 复位控制功能。 卸载后通过动臂、斗杆、 铲斗和回转 4 个动作的联动 , 使铲斗恢复到开始挖掘的图 1 　 改造后的电液比例遥控操作液压系统位置。　 收稿日期 :2004201205　 基金项目 :国家 863 项目 (2003AA430200)　 作者简介 :张海涛(1971 — ) ,男 ,湖南衡阳人 ,研究生 ,主要从事液压工程机械与矿山机械方面的研究工作。2) 常规挖掘机液压回路的电液比例改造为了实现挖掘机器人的遥控操作 ,必须对人工操作的常规液压系统进行改造。 常规的挖掘机是由先导压力控制手柄进行控制的 ,其工作压力 一般为 31 5MPa 左右 ,通过控制先导手柄的开口量来控制主阀的开口量 ,进而对液压工作装置进行控制 ,工作缸的压力一般为 25 MPa 左右。 对于遥控液压系统而言 ,比例阀被放置在先导回路。 改造后的液压回路如图 1 所示。由图可见 ,在原来液压系统的基础上 ,对每一个工作装置都增加了 2 个梭阀和 2 个比例减压阀 。 经改造后 ,112004 年第 7 期液压与气动© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

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