【摘 要】
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随着我国隧道建设的快速发展,隧道建设者对隧道施工设备的要求也越来越高。不同类型的地质条件需要不同的施工方法和多种多样的施工设备,软岩或者土质隧道的稳定性差、支护困难
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随着我国隧道建设的快速发展,隧道建设者对隧道施工设备的要求也越来越高。不同类型的地质条件需要不同的施工方法和多种多样的施工设备,软岩或者土质隧道的稳定性差、支护困难。论文所讨论的机械化施工装备是专门为软岩隧道以及土质隧道的建设而设计,这种新型设备是一种三臂挖掘机,该设备的三个挖掘臂在提高工作效率的同时也带来了工作装置在同一工作空间内相互干涉的问题,因此对工作装置的控制系统以及工作装置防干涉问题进行分析极具现实意义。论文结合了现有的隧道施工设备和隧道施工方法,对一种新型多功能隧道施工设备工作装置的控制需求进行分析,并提出了工作装置控制系统的设计方案,重点分析了工作装置的干涉问题并提出了解决方法,论文为构建三挖掘臂挖掘机防碰撞系统提出了一种新的思路。论文提出了一种基于运动学模型的干涉判别算法。基于对工作装置进行的运动学分析,通过测量相邻工作装置间的夹角可以计算出每个节点的坐标,从而可以计算出任意两个连杆间的最短距离。通过比较两连杆的最短距离与连杆简化模型所占用的空间距离可以对干涉情况进行判别。干涉判别程序在上位机中用VB语言实现,一体机工作装置控制系统以三菱PLC为控制器,在Windows环境下使用VB软件通过RS-232C实现上位机与PLC的串行通信。根据干涉判别程序的结果上位机向PLC发送不同的数据,改变挖掘臂的运动状态从而防止碰撞的发生。
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