挖掘機(jī)器人集成化智能控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文主要介紹了一臺(tái)挖掘機(jī)器人的軟、硬件設(shè)計(jì)過(guò)程，參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)挖掘機(jī)在自動(dòng)控制方面的功能，結(jié)合工程機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)，制造出一臺(tái)性能優(yōu)良的試驗(yàn)型挖掘機(jī)器人，能實(shí)現(xiàn)任務(wù)規(guī)劃、節(jié)能控制、半自動(dòng)操作、工況監(jiān)測(cè)、無(wú)線遙控等功能。全文主要包括以下幾個(gè)方面： 1、挖掘機(jī)器人機(jī)電系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。這一部分主要介紹了挖掘機(jī)器人硬件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和過(guò)程。整個(gè)挖掘機(jī)器人控制系統(tǒng)采用主—從式控制結(jié)構(gòu)，主控計(jì)算機(jī)采用普通的PC機(jī)，挖掘機(jī)器人則作為從端，兩者

2、之間采用無(wú)線通訊。在從端的挖掘機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了以現(xiàn)場(chǎng)總線為核心的分布式、開(kāi)放式、模塊化控制結(jié)構(gòu)，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法將動(dòng)力系統(tǒng)控制、關(guān)節(jié)伺服控制、遙控、通訊、數(shù)據(jù)采集等功能從硬件結(jié)構(gòu)上劃分為不同模塊，同時(shí)每種模塊又采用了相似的“母板+專用接口板”結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高了軟硬件的通用性和可靠性，使系統(tǒng)的維護(hù)、升級(jí)、控制參數(shù)調(diào)整變得極其方便。 2、挖掘機(jī)器人軟件功能設(shè)計(jì)，包括底層的分布式控制軟件和主控計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)操

3、作軟件設(shè)計(jì)。通過(guò)運(yùn)用統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的思想，用UML對(duì)整個(gè)挖掘機(jī)器人系統(tǒng)的功能進(jìn)行了描述，從而將各種功能如動(dòng)力系統(tǒng)控制、伺服控制、遙控、規(guī)劃、工況監(jiān)測(cè)、控制參數(shù)設(shè)置等功能有機(jī)地結(jié)合在一起，并能夠在主控計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作。其中的關(guān)鍵是分布式通訊和無(wú)線通訊，為此專門(mén)開(kāi)發(fā)了相關(guān)的通訊協(xié)議，成功地實(shí)現(xiàn)了上述各種功能。在分布式控制軟件設(shè)計(jì)中，采用了實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的嵌入式操作系統(tǒng)，所有模塊的軟件都具有同樣的構(gòu)架風(fēng)格，方便了軟件的編寫(xiě)和維護(hù)。 3、