機械裝備作業(yè)發(fā)展方向是智能化、效率化、可擴展化,由于作業(yè)姿態(tài)與路徑監(jiān)控等問題,機械裝備作業(yè)機構(gòu)在避障、路徑規(guī)劃任務(wù)中存在巨大的不足。論文針對農(nóng)業(yè)機械作業(yè)機構(gòu)的水平與高度智能控制、工程機械作業(yè)臂的姿態(tài)監(jiān)測等需求,提出一種基于NRF（單片無線收發(fā)芯片）無線通信的機械作業(yè)機構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),利用陀螺儀、加速度傳感器、地磁傳感器等進行機械作業(yè)機構(gòu)參數(shù)監(jiān)測,通過無線通信方式實現(xiàn)機械作業(yè)機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳送,編寫了相關(guān)姿態(tài)解算與預(yù)測算法,最后搭建了系統(tǒng)測試平臺并進行了相關(guān)實驗驗證,主要研究內(nèi)容如下:（1）分析工程機械特點,將工程機械作業(yè)機構(gòu)抽象為n連桿串聯(lián)結(jié)構(gòu)模型,根據(jù)本文中所用傳感器的檢測原理、姿態(tài)監(jiān)測基本原理和姿態(tài)解算理論,包括姿態(tài)角定義、姿態(tài)角表示方法、四元數(shù)更新算法,提出了基于陀螺儀+加速度傳感器+地磁傳感器的姿態(tài)解算算法,針對典型工程機械模型進行了MATLAB和ADAMS運動學(xué)仿真、驗證。（2）闡述了相關(guān)各類傳感器檢測原理,根據(jù)本系統(tǒng)功耗需求進行了相關(guān)傳感器和CPU的選型;針對作業(yè)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸、電路板的散熱需求等進行了數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)接收模塊的硬件原理圖設(shè)計,通過功能及擴... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

姿態(tài)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

惡劣的工作環(huán)境直接影響著操作人員的生命和智能化的作業(yè)。研制基于無線通信的作業(yè)機構(gòu)來代替作題最理想的方案。要分為串聯(lián)機械和并聯(lián)機械，兩種機械均存在著姿態(tài)監(jiān)控起重機、臂架混凝土輸出泵車、串聯(lián)機器人為例分析存在穩(wěn)定性完全由機械的自重來維持，而吊臂長度、起吊方向響起重機穩(wěn)定性的幾個主要因素，其中吊臂長度、起吊方全問題主要是由起吊載荷和人為因素造成(屬于吊臂的姿態(tài)誤和作業(yè)條件不佳造成的整機傾覆等問題，需要監(jiān)測起重作過程中，吊重擺角在理論上需滿足 0 度（工程上小于 3業(yè)對象的質(zhì)量都很大，當(dāng)擺角不滿足要求時，吊線會產(chǎn)的穩(wěn)定性。在目前的國內(nèi)外研究中，吊臂擺角的監(jiān)控沒有視吊重的姿態(tài)，效率低下且無法滿足模塊化、智能化發(fā)展工程安全，為加快智能化起重機研究進程，減少工程人員研究是十分有必要的。

圖 1-3 雙機塔吊工程機械[3]工作過程中，為了契合未來的發(fā)展方向業(yè)機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)信息，姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)[4]扮術(shù)在工程機械中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面：（1通過個人經(jīng)驗判斷作業(yè)機構(gòu)的安全性能，例如工件大提高了工程機械的安全性和準確性，降低了培養(yǎng)2）模擬工程機械的整個運轉(zhuǎn)流程，通過監(jiān)測分析況，對工程機械進行正確的路徑規(guī)劃，減少工程機求，同時可以將整個過程中出現(xiàn)的狀況以數(shù)據(jù)的形析，各取所長，更好的對工程機械進行監(jiān)測，避免姿態(tài)監(jiān)測研究多集中在工程機械設(shè)備整機的安全性安全性、舒適度與能源消耗，而對具體的作業(yè)機構(gòu)測上還需要依靠豐富經(jīng)驗的操作員進行判斷。由于對于工程機械作業(yè)機構(gòu)信息監(jiān)測以及路徑規(guī)劃的研

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[10]基于MIMU的捷聯(lián)慣性/GPS組合系統(tǒng)研究[D]. 張帥勇.南京理工大學(xué) 2008



本文編號：3294705