Анализ математической модели движения манипулятора экскава тора

Abstract

RU: Усовершенствование одноковшовых гидравлических экскаваторов тесно связано с разработкой и внедрением систем автоматического управления его рабочим циклом и созданием роботизированного экскаватора. В связи с этим, при синтезе систем управления экскаватором широко развивается роботизированный подход, согласно которому рабочее оборудование рассматривается как пространственный манипулятор с гидравлическим приводом. Система управления роботизированным экскаватором должна обеспечивать минимум времени выполнения операций, выполнять копание с максимальной точностью, т.к. это приводит к увеличению производительности, и, при этом, минимизировать энергетические затраты на выполнение рабочего цикла. Для этого необходимо уметь рассчитывать оптимальную с энергетической точки зрения траекторию движения манипулятора экскаватора. Поскольку значения внешних сил, действующих на стрелу, рукоять и ковш экскаватора значительно зависят от их взаимного расположения в пространстве, то для решения указанной задачи необходимо исследование динамических свойств манипулятора экскаватора при его перемещении. Проведение такого исследования и является целью данной работы.

UK: Удосконалення одноківшових гідравлічних екскаваторів тісно пов'язане з розробкою і впровадженням систем автоматичного управління його робочим циклом і створенням роботизованого екскаватора. У зв'язку з цим, при синтезі систем управління екскаватором широко розвивається роботизований підхід, згідно до якого робоче обладнання розглядається як просторовий маніпулятор з гідравлічним приводом. Система управління роботизованим екскаватором повинна забезпечувати мінімум часу виконання операцій, виконувати копання з максимальною точністю, так як це призводить до збільшення продуктивності, і, при цьому, мінімізувати енергетичні витрати на виконання робочого циклу. Для цього необхідно вміти розраховувати оптимальну з енергетичної точки зору траєкторію руху маніпулятора екскаватора. Оскільки значення зовнішніх сил, що діють на стрілу, рукоять і ківш екскаватора значно залежать від їх взаємного розташування в просторі, то для розв’язання зазначеної задачі необхідне дослідження динамічних властивостей маніпулятора екскаватора при його переміщенні. Проведення такого дослідження і є метою даної роботи.

EN: Single-bucket excavators improvement is closely associated with development and introduction of their workflow automatic control systems and with a robotic excavator creation. Thereat, at synthesis of an excavator control system, the robotics approach is widely developed, according to which, the work equipment is considered as spatial manipulator with hydraulic actu ator. The control system of a robotic excavator has to provide minimum of time of a workflow execution, carry out digging with maximum accuracy, as it leads to the productivity increase, and to minimize expenditure of energy for working cycle implementation at this. For that, it is necessary able to calculate the trajectory of the excavator manipulator optimum in terms of energy. As far as the values of external forces, which affect the excavator boom, stick and bucket, depend significantly on their attitude position, the research of dynamic properties of the excavator manipulator at its movement is necessary. Cond ucting such research is the purpose of this work.