挖掘機器人虛擬樣機建模技術及其應用研究.pdf

1、針對挖掘機高效、節(jié)能和智能化的發(fā)展趨勢，結合我國傳統(tǒng)挖掘機行業(yè)新產品開發(fā)周期長、成本高、對挖掘機產品的評價和設計手段落后等現(xiàn)狀，本文首次運用虛擬樣機這一近年來得到快速發(fā)展的先進技術開展挖掘機的高效、節(jié)能和智能控制技術的研究。重點研究開發(fā)一個集成多領域系統(tǒng)模型的挖掘機虛擬樣機環(huán)境，作為挖掘機綜合性能仿真評估平臺，用于挖掘機節(jié)能和智能化策略的分析及優(yōu)化，提高挖掘機的作業(yè)效率、節(jié)能效果和自動化水平。主要研究內容和特色如下：　　1、針對挖掘機

2、器人機、電、液和信息一體化的發(fā)展特點，提出挖掘機器人虛擬樣機的建模策略和框架?！　?、分別利用D-H方法和Newton-Euler方法推導了挖掘機器人運動學和動力學理論模型，在此基礎上利用動力學分析軟件ADAMS建立挖掘機器人的參數(shù)化機構仿真模型，利用三維造型軟件Pro/E建立了挖掘機器人的機械部件模型并與ADAMS參數(shù)化機構模型進行集成，構成機械系統(tǒng)模型，在此模型上可以進行運動學和動力學可視化仿真分析?！　?、針對現(xiàn)有挖掘機液壓系

3、統(tǒng)模型中液壓缸子模型未能考慮因挖掘機不同位姿變化帶來的質量分布以及外負載參數(shù)的變化，從而造成液壓系統(tǒng)仿真模型誤差較大的問題，提出了基于虛擬樣機動力學解算的液壓系統(tǒng)仿真模型的建模方法?！　?、對數(shù)字化虛擬樣機的精確性進行了研究和評估。針對挖掘機器人虛擬樣機模型系統(tǒng)的復雜性，提出了定性分析和定量驗證相結合的方法?！　?、針對液壓缸摩擦力對挖掘機器人軌跡精度影響大，而現(xiàn)有液壓缸摩擦力模型精度不高的問題，在對挖掘機器人液壓缸摩擦力進行分析的