發(fā)布時間：2020-09-09 12:10

　　 鉸接輪式裝載機作業(yè)于野外非結(jié)構(gòu)化地面環(huán)境下,具有變結(jié)構(gòu)、變質(zhì)心、變載荷等特點,導(dǎo)致其側(cè)向穩(wěn)定性差,容易發(fā)生側(cè)翻事故,因此實現(xiàn)其失穩(wěn)預(yù)警和主動安全控制尤為重要。本文針對當(dāng)前研究沒有考慮非結(jié)構(gòu)地形引起車身姿態(tài)劇烈變化導(dǎo)致鉸接輪式裝載機側(cè)翻這一關(guān)鍵外界誘導(dǎo)因素的不足,圍繞非結(jié)構(gòu)地形實時獲取及其對車身姿態(tài)造成的影響進(jìn)行研究,解決鉸接輪式裝載機作業(yè)過程中非結(jié)構(gòu)化地形信息實時獲取和對其位姿進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測的問題,為鉸接輪式裝載機失穩(wěn)預(yù)警和主動控制提供依據(jù)和參考。論文具體的研究工作如下:(1)構(gòu)建了基于激光雷達(dá)的多傳感器系統(tǒng)�；诙嗑�程技術(shù)對多傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實時同步地采集,包括二維激光雷達(dá),IMU,編碼器。另外,采用拉格朗日插值方法對采樣頻率較低的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理,并利用數(shù)據(jù)實時融合算法對多傳感器信息進(jìn)行匹配融合。最后通過實驗驗證系統(tǒng)的實時性、可靠性,并實現(xiàn)對裝載機1:5比例樣機行駛過程進(jìn)行三維虛擬可視化。(2)基于二維激光雷達(dá)對非結(jié)構(gòu)化路面進(jìn)行三維點云建模。在充分考慮到輪式裝載機野外作業(yè)環(huán)境的特殊性的前提下,本文采用基于二維激光雷達(dá)掃描的方法構(gòu)建非結(jié)構(gòu)路面輪廓的三維點云地形圖,并對其進(jìn)行降噪和優(yōu)化處理,同時,繪制其功率譜密度譜圖,對路面不平度進(jìn)行了初步分析。(3)研究野外非結(jié)構(gòu)化路面對鉸接輪式裝載機行駛姿態(tài)角變化的影響。提出一種鉸接輪式裝載機行駛位姿預(yù)測的方法。基于分析鉸接輪式裝載機的運動特點和結(jié)構(gòu)特點,采用差速行駛模型對其行駛過程中將來時刻的位置進(jìn)行預(yù)測,再通過三點模型確定裝載機車體的姿態(tài),預(yù)測得到將來2秒時刻的側(cè)傾角和橫滾角均方根誤差RMSE分別為1.8°和2.1°,驗證了該方法的有效性。綜上所述,本文從采集獲取鉸接輪式裝載機行駛過程中前方路面的三維信息出發(fā),通過構(gòu)建的路面三維信息,結(jié)合裝載機當(dāng)前的行駛狀況,提前獲知將來時刻的車體位姿,為鉸接輪式裝載機失穩(wěn)控制提供依據(jù)和參考。研究內(nèi)容可為其他作業(yè)于野外非結(jié)構(gòu)化路面的車輛的主動安全研究提供新的研究思路和方法。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH243
【部分圖文】：

由于鉸接輪式裝載機的特殊結(jié)構(gòu)和載荷變化引起的整車質(zhì)心變化，以及野外逡逑非結(jié)構(gòu)化路面的激勵、地形的突變等及其惡劣的工作環(huán)境的影響，導(dǎo)致其作業(yè)時逡逑容易發(fā)生失穩(wěn)，甚至側(cè)翻，如圖１．１邋（ｂ）所示。另外，由于裝載機較高的市場保逡逑有量，使得裝載機車輛的側(cè)傾翻事故發(fā)生的概率增高，對裝載機駕駛操作人員的逡逑人身安全造成極大的威脅。在車輛的側(cè)翻事故中，鉸接輪式車輛的翻車事故是非逡逑鉸接車輛的一倍多［５，６１。我國國家生產(chǎn)安全監(jiān)督管理總局的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，四年逡逑內(nèi)的裝載機側(cè)傾翻事故約達(dá)３０起Ｗ１。在英國，２００１年重型鉸接車輛的側(cè)傾翻事逡逑故數(shù)據(jù)統(tǒng)計為５７３起Ｍ。逡逑}蹦儒義希ǎ幔╁危ǎ猓╁義賢跡保甭質(zhì)階霸鼗孩紉巴庾饕德質(zhì)階霸鼗�；（ｂ）沦|(zhì)階霸鼗嚳鹿叔義銜�，国紩r曜跡桑櫻襄澹常矗罰保保梗梗矗郟保牽鶯停桑櫻襄澹常矗矗梗保梗梗玻保保保菀笠巴夥槍煩盜懼義希卞義

本文編號：2814951