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摘要：拆除机器人的智能化和机器人化己经成为国内外的研究热点，并开始在实际应用中逐渐显现其优势。通过对固定式破拆机器人工作装置进行分析和对拆除机器人大臂装置的结构和受力分析， 导出模型中液压缸等效质量参数的估算方法和公式。用软件Matlab，对该型号拆除机器人大臂液压系统进行等效质量估算。通过计算和仿真可以得出各个关节转角变量对液压系统的当量质量的影响不同，并且随着关节转角的变化，等效质量也在变化。
关键词：拆除机器人；工作装置；参数估计
0引言
拆除机器人以其应用广泛、创造价值高在工程机械中占据着重要地位。在工程中安全事故时有发生，而拆除机器人是为适应高温、高辐射等恶劣工作环境而开发的一种遥控多功能作业机器人，它可以在遥控指令控制下完成多项功能。拆除机器人的研究和产品开发，对于工程施工条件的改善，工作效率的提高，施工人员的安全保障，具有非常重要的意义[1]。研究固定式破拆机器人的工作装置，能为拆除机器人产业做出一些贡献，方便人民的生活，保障人民的生命安全，并能进一步完善对拆除机器人的研究。首先对固定式破拆机器人进行了解、分析，通过对该拆除机器人大臂装置的结构和受力分析，导出模型中液压缸等效质量参数的估算方法和公式。
1机器人空间描述
拆除机器人工作装置的结构图如图3-1所示，包括回转在内，拆除机器人的工作装置是开链四杆机构。按选取变量的不同可分为四种空间：驱动机构空间、关节空间、位姿空间和检测空间。分别定义如下[2]：
3关节空间与驱动机构空间的转换
液压缸是拆除机器人工作臂的驱动装置，其中的大臂、二臂和破碎锤各自的关节转角都是通过控制油缸伸缩得到的，反过来，各油缸的所需的伸缩量是由各自构件的关节转角反解求得的，求解两者之间的相互转换关系可以建立起控制驱动机构空间与关节空间的关联[3]。由于油缸和结构件间的连接相对简单，可以几何法对油缸伸缩长度与关节之间的转角进行分析求解。下面通过几何法求出各个液压缸长度与角度的变换关系，为避免上文中不考虑基座回转和考虑基座回转两种情况的分类讨论带来的不便，后文中的分析都将采用考虑基座回转这种情况。
4大臂关节转角及其液压缸长度关系
根据拆除机器人结构件之间的相互关系，各铰点用相应符号表示如图2所示，C 点为大臂基座铰点，A 点为大臂油缸与基座铰点，B 点即大臂油缸活塞杆与大臂铰点，F 点即大臂与二臂铰点，CH 为基座准线。
综上，根据各油缸的伸缩范围求得大臂、二臂和破碎锤的转角范围
5.2液压缸等效质量估算
大臂、二臂及破碎锤一起构成大动臂液压缸的负载(假设无外负载)，作为运动体，大臂是绕其铰接点转动，而二臂和破碎锤在运动过程中都是相对它们的绞点运动，它们相对于缸体或活塞的运动不是直线运动，即在力平衡方程式中，大臂作为运动体，其相对于缸体的运动方向并不是活塞的运动方向。因此，力平衡方程式中的M不能简单认为就是运动体(大臂、二臂、破碎锤)的质量和，它与工作装置的位姿有关，是时变量。
6结语
由于系统数学模型中的参数几乎都与拆除机器人工作装置的结构、运行状态和位姿有关，这些参数是时变的，因此要获得其精确的数值或是计算公式很困难，所以对拆除机器人工作装置的运动学问题编制了MATLAB程序，给出了仿真结果。然后对上述模型中的关键参数进行近似估算，确定其估算公式。
参考文献：
[1]王进.Brokk多功能拆除机器人及其应用[J].建筑机械，2006(6):83-85.
[2]张振军.拆除机器人液压系统研究[D].西安：长安大学，2009.
[3]何其平.ZLG50装载机工作装置液压系统改进[J].工程机械，1996，(7).
作者简介：祝奉献（1993-03-09），汉族，籍贯：安徽省宿州市，学历：本科
论文作者:祝奉献1,薛珊2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/8
标签：机器人论文; 装置论文; 液压缸论文; 关节论文; 基座论文; 工作论文; 转角论文; 《电力设备》2017年第35期论文;