凿岩台车钻臂工作空间求解_刘泽鑫

《凿岩台车钻臂工作空间求解_刘泽鑫》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械2012年第5期总第39卷设计与研究·9·凿岩台车钻臂工作空间求解刘泽鑫，管会生（西南交通大学机械学院，四川成都610031）摘要：钻臂工作空间作为凿岩台车的主要参数，是研究凿岩台车的重要部分。以某型号台车钻臂为例，建立其三维模型。将钻臂简化为多关节机器人，简化过程中合并一些相同功能的杆件，尽量减少运动学方程中变量的个数；运用D-H方法建立其运动学方程，通过相应转换矩阵和坐标的运算，可以得到钎杆顶端在底板坐标系中的坐标值是各关节变量的函数，即工作空间的运动学方程；最后在MATLAB中根据建立的运动方程编程求解钻臂的工作空间。关键词：凿岩台车钻臂；运

2、动学方程；工作空间中图分类号：TD421.2+4文献标识码：A文章编号：1006－0316(2012)05－0009－04WorkspacesolutionofdrilljumboboomLIUZe-xin，GUANHui-sheng（CollegeofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China）Abstract：TheboomworkspaceasthemainparametersofDrillJumboisimportantpartofDrillJumb

3、oresearch.Three-dimensionalmodelofboomisestablishedbasedonatypeofDrillJumboboom.Theboomcanbesimplifiedtoamulti-jointrobot,atthesametimemergeringsomepartswhichhavethesamefunctiontoreducethenumberofvariablesinthekinematicequations;D-Hmethodisusedtoestablishthekinematicequations,th

4、oughsomecorrespondingcomputingbetweenmatrixandcoordinatevector,andthengetrodpolecoordinateinbasecapcoordinatesystemarethefunctionofeachjointvariables.AtlastusingMATLABtoprogramingsolvetheboomworkspaceaccordingtothekinematicequationsestablishedbefore.Keywords：drilljumboboom；kinem

5、aticsequations；workspace作为钻爆法施工的重要工程机械－凿岩1钻臂运动学方程建立台车在隧道施工中发挥着主要的作用，其凿岩速度，钻孔质量直接影响着成洞进度和成洞效钻臂可以看做是一个多关节的机器手臂，果。因此为了提高隧道施工的效率，速度，安[1]可以由研究机器人的D－H方法来建立其运全性能，凿岩台车的研究势在必行，对加快隧动学方程。根据D－H方法将钻臂结构（如图道的施工速度具有十分重要的意义。本文以某1）简化为坐标系图（如图2）。图2中将大臂机型钻臂为例，对凿岩台车钻臂的工作空间进第二节和第三节合并为大臂内节（杆件3），因行了求解。为

6、都是实现相同的功能，在建立方程时，拥有———————————————收稿日期：2011－12－02作者简介：刘泽鑫（1986－），男，四川宜宾人，硕士研究生，主要研究方向为工程机械；管会生（1961－），男，四川成都人，教授，主要研究方向为机械设计。·10·设计与研究机械2012年第5期总第39卷TT相同的类型的关节变量，因此可以将其简化为(x8,y8,z8,1)＝(0,0,0,1)，则钎杆顶端在底板坐T一个杆件，只是关节变量的范围是两者之和；标系中的其次坐标(x0,y0,z0,1)，如式（3），即同理将推进梁合并到钎杆组件中（杆件8），而为终端的坐标

7、系运动方程。钎杆组件的关节变量d8的范围则应该相应增ZZ1YY1X2Z7YZY3Y47YXXX12Z3d888加推进梁推进油缸的行程。经过以上的一系列Y2Z4X4X7Z8X3Z5Y578方法处理后，可以减少矩阵的个数，而且工作3X5da67a1d3a4d6Z6空间计算结果也是相同的。简化后得到的各关012345X6Y6节参数如表1所示。0.钻臂底板1.大臂连接件2.大臂第一节3.大臂内管4.推进梁俯仰件5.推进梁摆动件6.推进梁旋转组件1819207.推进梁安装架8.钎杆组件图2钻臂坐标系简图1716151413121110987654321⎡cosθ

8、θii-sin0ai-1⎤⎢⎥cosαθαθαsincoscos-sin-sindαi−1T=