I processen för Automation av markrörelser erbjuder förbättrad effektivitet, konsekvens i arbetets kvalitet och förbättrad säkerhet. Detta är särskilt fallet i gruvområden där massutgrävningar utförs. Att till och med förkorta verkställandetiden för en enda operationscykel med några sekunder kan leda till stora besparingar för hela arbetet. Vi har utvecklat en autonom grävmaskin som kan känna sin omgivning, planera och utföra banor för att gräva och lasta lastbilar i hastigheter som är jämförbara med en mänsklig operatör [ 141. Testbäddsgrävmaskinen är baserad på en maskin av handelskvalitet 25 ton. Den är utrustad med inbyggda datorsystem, gemensam avkänning och avståndsavkänning som möjliggör kartläggning av omgivande terräng. Automatisering av schaktning med grävmaskin innebär unika utmaningar. Dynamiken i mekanismen och kopplingarna är komplexa, det finns osäkerhet i form av terräng- och jordparametrar, och interaktionskrafterna mellan grävmaskinen och miljön är mycket stora. Planering av markarbeten kräver förmågan att modellera effekten av åtgärder när åtgärderna genomförs med öppet kretslopp, och resultatet av inledande förhållanden när en sluten loop-controller är inblandad. Ett viktigt problem i modellering av grävbanor är uppskattningen av resistiva krafter som inte bara är en funktion av formen av terräng, jord och verktyg parametrar, men också den regulator som servos lederna med hjälp av kraft återkoppling, för att fylla skopan. I detta papper presenterar vi en modell av samspelet mellan verktyget (grävskopan) och terrängen. Denna modell omformulerar en klassisk formel som har föreslagits för att modellera platta blad som rör sig genom plan mark, som i fallet med ett bulldozerblad eller en jordbearbetningsanordning som används i plan terräng. Vår modell förklarar några fenomen som är särskilt viktiga för utgrävningar. Eftersom sådana modeller inte är analytiskt inverterbara har vi utvecklat ett numeriskt system som använder uppmätta data från utgrävningsförsök för att extrahera modellens parametrar. Dessa parametrar används sedan för att förutsäga resistiva krafter och skopabanor för framtida kandidatåtgärder 2131. Dessutom, eftersom jordparametrarna kan variera avsevärt - svårigheten att gräva ofta varierar med de skikt som grävs ut-det är nödvändigt att bestämma jordparametrarna on-line. Vi presenterar resultat som visar nyttan av en metod som använder data från ett litet antal utgrävningar för att förutsäga krafter för kandidatutgrävningar i framtiden. Det har gjorts viss forskning om driften av maskiner för jordbearbetning [16][1] som uttryckligen tar upp frågan om att uppskatta de krafter som krävs för att övervinna markens skjuvhållfasthet. Tyvärr är detta arbete oftast i empiriska termer för specifika typer av maskiner och det är inte klart hur man kan extrapolera metoden för godtyckliga mekanismer. En betydande mängd forskning har undersökt ändliga elementanalyser av markplasticiteten, till exempel [2]. Även om detta arbete utför en noggrann analys av markförskjutning, är det inte lämpligt för våra syften eftersom det kräver ett mycket stort antal iterationer av numerisk integration för varje problem. Snabbare, men mer approximativa metoder har utvecklats för simulering [7], men tonvikten ligger på "realistisk" jordrörelse, inte på kraftmodellens noggrannhet. 0-7803-4465-0198 $10,00 0 1998 IEEE
Det har gjorts viss forskning om drift av jordrörsmaskiner som uttryckligen tar upp frågan om att uppskatta grävkrafter som krävs för att övervinna skjuvhållfastheten i marken REF.
Modeling and identification of soil-tool interaction in automated excavation
{'venue': 'Proceedings. 1998 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Innovations in Theory, Practice and Applications (Cat. No.98CH36190)', 'journal': 'Proceedings. 1998 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Innovations in Theory, Practice and Applications (Cat. No.98CH36190)', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}