混凝土泵车臂架系统是一组具有多冗余度的机构,利用人工进行操作时很难实现自动连续浇筑。利用机器人技术、虚拟障碍技术、插补算法等规划混凝土泵车自动浇筑时各臂架的运动轨迹,利用电液比例控制系统进行智能化控制。对混凝土泵车自动浇筑过程进行运动学和动力学仿真,对各臂架电液控制系统进行建模分析及优化设计。动力系统的联合仿真结果表明,泵车的浇筑口能够很好地沿着根据虚拟浇筑环境自动规划的浇筑轨迹进行浇筑。

以五节臂混凝土泵车为研究对象,根据串联机器人理论,建立混凝土泵车臂架系统的D-H矩阵,并进行臂架系统运动学正解分析。提出基于区域规划法的泵车臂架系统末端的反解算法。对混凝土泵车臂架系统工作空间内的直线浇筑轨迹进行规划,并对2种典型的轨迹进行反解计算。结果表明:基于区域规划法的泵车臂架系统反解算法简化了臂架反解运算过程,且反解唯一、计算量小、实时性高,易于在工程机械运动控制器上实现。