挖掘機器人集成化智能控制關鍵技術研究.pdf

1、本文主要介紹了一臺挖掘機器人的軟、硬件設計過程，參考國內(nèi)外有關挖掘機在自動控制方面的功能，結合工程機械的發(fā)展趨勢，制造出一臺性能優(yōu)良的試驗型挖掘機器人，能實現(xiàn)任務規(guī)劃、節(jié)能控制、半自動操作、工況監(jiān)測、無線遙控等功能。全文主要包括以下幾個方面： 1、挖掘機器人機電系統(tǒng)硬件設計。這一部分主要介紹了挖掘機器人硬件控制系統(tǒng)的設計思想和過程。整個挖掘機器人控制系統(tǒng)采用主—從式控制結構，主控計算機采用普通的PC機，挖掘機器人則作為從端，兩者

2、之間采用無線通訊。在從端的挖掘機器人控制系統(tǒng)設計中，采用了以現(xiàn)場總線為核心的分布式、開放式、模塊化控制結構，運用現(xiàn)代設計方法將動力系統(tǒng)控制、關節(jié)伺服控制、遙控、通訊、數(shù)據(jù)采集等功能從硬件結構上劃分為不同模塊，同時每種模塊又采用了相似的“母板+專用接口板”結構，簡化了整個系統(tǒng)的設計，提高了軟硬件的通用性和可靠性，使系統(tǒng)的維護、升級、控制參數(shù)調整變得極其方便。 2、挖掘機器人軟件功能設計，包括底層的分布式控制軟件和主控計算機的系統(tǒng)操

3、作軟件設計。通過運用統(tǒng)一軟件開發(fā)過程的思想，用UML對整個挖掘機器人系統(tǒng)的功能進行了描述，從而將各種功能如動力系統(tǒng)控制、伺服控制、遙控、規(guī)劃、工況監(jiān)測、控制參數(shù)設置等功能有機地結合在一起，并能夠在主控計算機上進行操作。其中的關鍵是分布式通訊和無線通訊，為此專門開發(fā)了相關的通訊協(xié)議，成功地實現(xiàn)了上述各種功能。在分布式控制軟件設計中，采用了實時性很強的嵌入式操作系統(tǒng)，所有模塊的軟件都具有同樣的構架風格，方便了軟件的編寫和維護。 3、