Анализ энергозатрат при движении экскаваторного оборудования
Аннотация
В статье рассматривается проверка выдвигаемой гипотезы о том, что траектории с меньшими уровнями мощности характеризуются меньшим углом между вектором линейной скорости рассматриваемой системы координат с большей диагональю скоростного эллипсоида манипулятивности за время движения по данной траектории. Рассмотрены понятия конфигурационного и рабочего пространства и отображения между ними на основе матрицы Якоби экскаватора. Проведен анализ затрат мощности гидросистемы при формировании законов движения экскаваторного оборудования в рабочем пространстве по циклоидам, прямым, цепным линиям, пространственным кривым на базисе B-сплайнов, а также рассмотрено формирование закона движения в пространстве обобщенных координат на основе методики S-curve. Показаны основные используемые математические модели. Расчеты проведены с помощью разработанного программного комплекса. Приведен состав экспериментальной установки и методика проведения эксперимента. Сделаны выводы о характеристиках наименее энергозатратных траекторий на основе анализа теоретических и экспериментальных данных.
Об авторах
Петр Леонидович Кудряшов
МАДИ
Россия
Россия
соискатель уч. степени канд. техн. наук
Андрей Геннадьевич Савельев
МАДИ; МГТУ им. Н.Э. Баумана
Россия
Россия
д-р техн. наук, проф.
Список литературы
1. Energy Flow Analysis of Excavator System Based on Typical Working Condition Load / D. Su, L. Hou, Sh. Wang [et al.] // Electronics. – 2022. – Vol. 11, No. 13. – P. 1987. – DOI 10.3390/electronics11131987. – EDN UXRIOS.
2. Савинкин, В. В. Развитие теории энергоэффективности одноковшовых экскаваторов: специальность 05.05.04 "Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины": диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Савинкин Виталий Владимирович; СибАДИ. – Омск, 2016. – 390 с. – EDN LUUSJU.
3. Кузнецова, В. Н. Анализ эффективности гидросистемы одноковшового экскаватора при рекуперации энергии потока рабочей жидкости / В. Н. Кузнецова, В. В. Савинкин // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. – 2014. – № 5(39). – С. 21-28. – EDN TCSKCX.
4. Подчасов, Е. О. Анализ точности работ, производимых рабочим механизмом одноковшового экскаватора / Е. О. Подчасов, А. Д. Терентьева // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2017. – № 8(68). – С. 4. – DOI 10.18698/2308-6033-2017-8-1654. – EDN YUPNLV.
5. Dombre, E. Modeling, Performance Analysis and Control of Robot Manipulators / E. Dombre, W. Khalil. – Newport Beach, CA: Wiley-ISTE Ltd, 2007. – 504 p.
6. Scalera, L. Minimum-Energy Trajectory Planning for Industrial Robotic Applications: Analytical Model and Experimental Results / L. Scalera, G. Carabin, R. Vidoni, A. Gasparetto // Proceedings of the 26th International Conference on Robotics in Alpe-Adria-Danube Region, RAAD. – 2017. – P. 334-342. – DOI 10.1007/978-3-030-48989-2_36.
7. Craig, J. J. Introduction to Robotics. Mechanics and Control. Third Edition. / J. J. Craig, M. J. Horton, A. Dworkin, C. Snyder and others. – Upper Saddle River, NJ 07458: Pearson Education, Inc., 2005. – 408 p.
8. Lynch, K. M. Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control / K. M. Lynch, F. C. Park. – Cambridge, IL: Cambridge University Press, 2017. – 547 p.
9. De Boor, C. A practical guide to splines / C. De Boor. – New York: Springer Verlag, 2001. – 346 p.
10. Robotics: Modelling, Planning and Control / B. Siciliano, L. Sciavicco and others. – Springer Publishing Company, Inc., 2010. – 632 p. –ISBN 978-1-84996-634-4.
11. Колюбин, С. А. Динамика робототехнических систем / С. А. Колюбин. – Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2017. – 117 с. – EDN VBSMAH.
12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2024667696 Российская Федерация. Программа для динамического и кинематического расчета гидравлического экскаваторного оборудования: №2024666458: заявл. 11.07.2024: опубл. (зарег) 29.07.2024 / П.Л. Кудряшов.
Рецензия
Рецензент: Л.А. Сладкова, д-р тех. наук, проф., РУТ (МИИТ)
Просмотров:
81
