混凝土泵車臂架D-H矩陣分析與仿真

摘 要:本文根據機器人學基本理論，在忽略混凝土泵車臂架基本外形的前提下，對臂架系統進行桿件簡化，建立了混凝土泵車臂架系統的D-H矩陣模型，并完成了混凝土泵車臂架系統的運動學分析，為開展智能混凝土泵車的研究奠定了理論基礎。

關鍵詞:混凝土泵車臂架運動學

中圖分類號:TU37文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0080-02

混凝土泵車作為混凝土機械，在公路、橋梁、鐵路建設、水利等國家基礎建設以及房地產建設等方面，具有重要作用，可以有效地提高生產效率、降低作業人員勞動強度、提高混凝土澆筑質量，其主要作用是將混凝土從地面輸送到高空或遠距離場所實現混凝土澆筑。目前，三一重工已經成為混凝土泵車的國內第一品牌，其產品涵蓋25～72m等多種型號，并且推出了智能泵車，可以實現按設定軌跡，實現混凝土智能澆筑。在結構形式上，混凝土泵車屬于典型的串聯機器人結構，為了實現泵車的智能澆筑，對泵車臂架系統進行運動學求解分析是基本前提，在本文的研究中，主要對混凝土泵車的臂架系統進行了運動學分析。

1 模型簡化與D-H矩陣

圖1所示為三一重工某型號混凝土泵車產品照片及臂架系統桿件簡化模型。其運動包括底部轉臺的轉動關節，可以驅動臂架實現360°范圍內的作業;臂架與臂架之間轉動關節，可以在一定角度范圍內旋轉。根據關節機器人學基本原理，將臂架系統簡化成圖1(b)的模型，為了便于建立D-H矩陣進行運動學分析，將驅動臂架1的轉動關節利用坐標平移原理移動到底部轉臺坐標點，然后以每個驅動關節旋轉點建立相應的坐標系，分別標記為()、()……()。