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主题:液压传动论文写作 时间:2024-02-03

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摘 要:為了对液压传动机构位姿数据进行准确的控制,本文根据液压传动机构运动学角度进行分析,将测试思路进行转换,将关节转角测量被液压缸行程线位移测量取代,对各关节的转角进行保存与显示,为控制系统提供位姿数据.

关键词:液压传动机构;位姿检测方法;数据分析

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.033

液压装置与其他同体积电气装置相比其动力输出更强,液压传动具有多方面的优势,因此在各个领域中也得到了广泛的应用,随着近年来人们对传动精度要求不断提高,在液压技术研究中主要研究液压控制系统性能,并如何快速的获取检测信号,如果检测信号不准确或是无检测信号的情况下,那么控制系统则无法有效的进行控制,通过液压挖掘机对伺服控制系统中挖掘装置的位姿进行检测,从而对轨迹进行跟踪、纠偏与重新规划等,根据液压运动学,对各个工作装置中关节转角进行计算,从而直接的获取位姿检测[1].本文通过对工作成本、精度与可行性等方面的因素进行综合考虑,根据液压传动机构的运动学分析,对测试方案进行重新设计,转换思路.在新型测试系统下通过线位移传感器,及上位机软件、串行的通信电路等实现对铲斗轨迹进行跟踪.

1 检测系统设计

在对液压传动机构位姿检测系统的设计中主要包括有三个方面的内容,第一,通过线性位移传感器对液压缸的行程进行直接测量;第二,数据采集主要是通过单片机来实现的;第三,通过Lab来完成对数据的回放、保存与处理.

1.1 选择与模拟传感器

在实际测量过程中通过滑块位移传感器,分别在斗杆油缸、动臂油缸及铲斗油缸上安装紧固装置,在安装中应将传感器安置在液压缸壳体的固体装置中,并将拉杆安置在液压缸的光杆中,使液压缸光杆与传感器拉杆进行同步位移,测量液压缸形成.安装滑块位移传感器中,应转换线位移数据,在测量系统中输入1-6V模拟电压.在实验室的调试和设计中,由单片机的可调电压替代线性位移传感器输入电压信号,来调试和编写数据.

1.2 数据采集与处理

数据的采集和上传过程主要是在数据采集与处理系统中完成,通过两级控制系统对数据采集和上传过程进行控制,在下位机中数据的采集主要是依赖于单片机数据采集系统完成,而数据接收和显示主要是在上位机中实现[2].其中在下位机的设计中,在线性位移传感器中,输入的模拟电压在1-6v左右,并利用4路8位式的转换器来转换模拟电压模数,液压缸数据的采集主要是在3路转换器中实现的,从而为第四通道的转角测量工作提供预留空间.在I2C总线中将采集到的数据通过串行方式进行输入或输出,但由于单片机中并没有预留I2C的接口,因此需要编写相关协议,来促使PCF的通信实现,在设计中将单片机的管脚作为模拟SDA与SCL的连接接口,并将其连接在PCF的SDA与SCL端口,飞、根据I2C协议对PCF转换结构进行循环读取[3].上位机在设计中主要是通过单片机来实现对数据的处理及保存,在挖掘装置中的关节转角数学显示出来,并通过表格的形式在上位机软件中保存相关转角数据.在上位机的模数转换后,通过单片机对PCF转换结果进行读取,从而得到8为2进制的相关数据参数,并将数据参数由串行口上传到上位机中,实现数据转换,以及对液压缸的计算.已知传感器输出的模拟电压在1-6v左右,而PCF输出的转换数据在零到二百五十五之间,液压缸实际行程测试结果在0-1250mm,因此在相关程序的编写中将转换的8位二进制数据转换成十进制数据,对0-1250mm的液压缸行程进行计算.

2 检测系统仿真

在对检测系统进行仿真时,一般是由Lab发出关于数据采集的指令,并保存或显示出单片机的采集数据,在串口实现单片机和LAB通信.一般将串口设置为8位的数据位、0个校验位、1位停止位[4].上位机在612s/次将数据采集指令传送单片机中,并由单片机循环读取PCF数据转换结果,并将数据转换的结果发送至上位机.在上位机的读取缓冲时期将数据的字节数M赋给VISA,再将缓冲器的数据读出,输出的数据为字符型[5].根据Lab将M字节字符转换成十进制数据,并将4个数组分别有4个通道进行传输,使数据分离.通过We将分离的数据在挖掘装置关节转角变化进行实时显示出来,在设置完相关的参数后,可以立即运行,并获得液压缸在驱动下的关节转角.不过在实验室的模拟过程中,需要注意模拟电压需要人工单次调整,并将调整后的模拟值为固定值,因此,确保在关节转角中铲斗的位姿单一,并呈一条直线分布,但如传感器的模拟变压是连续变化的,则铲斗位姿则呈现连续变化曲线.

3 结语

总而言之,在对液压传动机构的位姿检测系统的设计中受到硬件条件的限制,因此采用串口通信的方式,在实验允许的条件下对数据采集系统进行设计时可以采用一些高性能的采集系统,能有效使通信速率及数据采集时效性提高.在对液压传动机构的位姿检测中,主要是针对位姿变化的不同机构提出轨迹跟踪方法,与传统的思路不同,是采用关节转角进行直接检测的一种方法,其线性位移的测试方法具备高可靠性与良好的可行性.本文根据运动学分析,对液压传动机构的设计方案中转换了传统的设计思路,通过液压运动学来计算工作装置中关节转角的位姿检测,在对模拟电压设计的思路转换中,液压传动机构的位姿检测系统设计也成功实现,今后在相关设计领域中具有借鉴意义与参考价值.

参考文献:

[1]杜雨馨,刘停,童敏明,董海波,周玲玲.基于机器视觉的悬臂式掘进机机身位姿检测系统[J].煤炭学报,2016(11):2897-2906.

[2]郑魁敬,崔培,郭海军.3-RPS并联机构运动与静力特性分析[J].机械设计,2011(09):28-33.

[3]李新友,陈五一.基于奇异值分解的刚体位姿误差检测方法[J].计算机集成制造系统,2011(09):1981-1987.

[4]刘伟,赵剑波,高峰,戚开诚.一种低成本的并联机器人运动学标定方法[J].中国机械工程,2009(08):960-964.

[5]陈德为,庄煜祺,张培铭,严俊奇.基于单目视觉技术的智能交流接触器三维动态测试与分析技术[J].中国电机工程学报,2014(12):1931-1937.

作者简介:李宇(1981-),男,满族,辽宁抚顺人,工学硕士,讲师,研究方向:机械制造.

结论:适合不知如何写液压传动方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于液压传动论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。

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