矿用大型挖掘机器人轨迹规划与控制

为提高矿用大型液压挖掘机的自动化水平，适应挖掘工况，设计了一种基于倾角传感器检测反馈的轨迹规划与控制系统。对目标挖掘机D-H建模，确定了其运动学正解及位姿表示；提出了一种适应性运动学逆解方法，提高了轨迹规划的柔性；建立了关节空间-驱动空间-检测空间的转换关系；对常见的挖掘卸料工况进行了轨迹规划，得到了液压执行器的位移目标曲线；通过上位机输出控制信号，控制比例多路阀开口，实现了执行器位置伺服。以95 t大型矿用挖掘机为试验对象，进行了挖掘轨迹规划与控制试验。试验结果表明，通过轨迹规划得到的各执行器目标曲线平滑连续，多执行器动作协调且铲斗位置精度较高，初步实现了自主挖掘作业。