针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法。构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规划。搭建机械臂液压系统运动轨迹跟踪仿真模型,获取仿真环境下多液压缸协同控制的运动规律,根据不同轨迹曲线结合液压系统的各部分变量进行参数合理匹配与控制策略优化,从而进行了液压凿岩机器人机械臂轨迹规划验证。研究结果表明:五次多项式的规划方法能精确跟踪期望的关节运动轨迹,同时满足平稳运动和低耗能的要求。

在分析了机械-液压功率匹配系统原理的基础上，根据液压系统驱动力-速度曲线及参数，提出了适用于TLC900型运梁车液压驱动系统与发动机功率匹配的电液比例功率匹配系统，并给出了控制规律及程序流程图。试验与现场实践证明，该功率匹配系统满足运梁车驱动性能的要求，可提高运梁车的驱动性能，对其他大型行走工程机械也具有参考和借鉴作用。

针对国内铁路客运专线双线混凝土箱梁运输和架设的需要，研制TLC900型运梁车。该车由车架、悬挂、枕梁、动力舱和驾驶室等组成，最大额定载重量为900t，能够配合多种形式的铁路客运专线架桥机完成协同作业。运梁车的驱动、转向、悬挂和支腿等操作均采用电液比例控制。驱动的控制系统采用闭式液压回路，解决了运梁车行走过程中轮胎差速、差力和发动机匹配等问题；转向、悬挂和支腿的控制系统采用闭芯式负荷传感液压系统，结构紧凑，可控性好，节能。运梁车的电气控制系统采用基于CAN总线的PLC控制系统，解决了机械传动与控制系统的信息综合和分散控制问题。同时，运梁车还具有自动辅助驾驶、遥控、定位和防撞、故障报警与诊断等智能化系统。