确定自主铲运机姿态的方法.pdf

《确定自主铲运机姿态的方法.pdf》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、第20卷第3期矿冶Vo1．20，No．32011年9月MINING＆METALLURGYSeptember201l文章编号：1005—7854(2011)03—0079-03确定自主铲运机姿态的方法迟洪鹏战凯石博强(1．北京科技大学，北京100083；2．北京矿冶研究总院，北京100070)摘要：介绍了地下无人操纵铲运机姿态参数的测量与确定，对铲运机的转向角、偏离角和偏离位移的测量和计算方法进行了详细的介绍。关键词：铲运机；激光；状态参数；检测中图分类号：TD422．4文献标识码：ADOI：10．

2、3969／j．issn．1005-7854．2011．03．018METHODF0RUNMANNEDLHDATTITUDEDETERMINAT10NCHIHong-pengZHANKaiSHIBo—qiang(1．UniversityofScienceandTechnologyBeng，Beijing100083，China；2．BeijingGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy，Beijing100070，China)ABSTRACT：Thisa

3、rticledescribesthemethodsofmeasuringanddeterminingtheundergroundunmannedLHDat—titudeparameters．Furthermore，themethodsofmeasuringandcalculatingtheLHDsteeringangle，deviationangleanddeviationdisplacementareintroducedindetail．KEYWORDS：LHD；laser；attitudepa

4、rameters；measure地下无人操纵铲运机的定位和导航首先需要确距仪，激光朝左右两侧射出。扫描范围是30。，分辨定铲运机的姿态，获得铲运机的各种姿态位置参数。率设置为1。，这样，每个激光测距仪(LMS400)可以测为了准确获得铲运机的姿态位置参数控制铲运机自量30个位置点的信息，以供系统计算使用。其中每主行驶，在试验车上安装了6个激光测距仪，见图个点包含两种信息，一是扫描的距离，二是扫描角度。1。前后车体的两边分别安装1个LMS400激光测根据安装方式和采集回来的距离及角度信息，可以推算出

5、此时车体距离墙壁的距离和车的中轴线与墙壁的夹角。两个LMS221分别安装在车体的头部和尾部，通过扫描180。范围内的距离来计算前向和后向可行驶区域，用以避障和控制车速。1转向角Ot转向角o／为铲运机前后车体的水平面相对摆动角。转向角决定了车辆的转弯半径大小和轨迹。图1激光测距仪的安装位置转向角可以通过安装在铲运机交接点的角位移传感Fig．1Installationpositionoflaserrangefinder器直接测出，或安装在转向油缸的位移传感器经三角形计算得出。收稿日期：2011—06—

6、02铲运机采用铰接车架，液压动力转向，转向时，作者简介：迟洪鹏，博j：，主要从事车辆工程与定位导航等方面的研究。一只油缸的活塞杆伸出，另一只油缸的活塞杆缩回，见图2。使得前机身绕中央铰接点转动，实现转向，矿冶行进中的重要参数。理想情况下，需要实时控制口=0。，车才能平行于墙运行。图2转向角与活塞位移关系示意图Fig．2Diagramofrelationshipbetweensteering图3车行驶中激光扫描测距模型简图angleandpistondisplacementFig．3Lasersca

7、nningmodeldiagram其角度一般可达到左右各40。。由于铰接点采用其计算方法如下：上、下球面关节轴承3铰接结构，使得铲运机的转向根据扫描最后端的一组数据，得到l5。时的距还涉及到小范围的纵向转动，但相对于横向的转向离LI5；来说，纵向的转动是由于地势的凹凸不平引起的，对根据扫描最前端的一组数据，得到一15。时的距于大的坑和障碍物，铲运机都应躲避，故可以忽略纵离f；向的转动角。根据扫描中问的一组数据，得到0。时的距离L0；转向角的测量可以采用两种方式：一是在铰接架上安装角位移传感器，确定

8、转向角度；二是铲运机根据已知角度差A=A：=15。和扫描距离的转向是通过左右两个活塞位移来确定，在活塞杆，。，，利用三角函数公式得到I艋时中问参上加装位移传感器，通过测量其中一个活塞杆的相数，，如式(3)，(4)；r——————————————————————————————————一对位移△，可以得到与位移一一对应的转向角信l=√￡l5+L0～2Ll5L0cosAl(3)息。图2为转向角与活塞位移关系示意。图中尺寸L2=~／0‘+(一15)一20L(一l5)cos,h,2(4)Ⅳ