智能化、机器人化是工程机械的一个重要发展方向,也是提升企业产品竞争力的一个重要手段.目前已经出现了许多机器人化的工程机械产品,带来了显著的经济效益和社会效益.随着商品混凝土的大量使用,人们对混凝土泵车浇筑自动化、机器人化的需求日益增强.该文以混凝土泵车布料机构为研究对象,采用虚拟现实技术、机器人技术、智能优化技术、计算机仿真技术以及机电液控制技术,对混凝土泵车臂架机构自动控制进行了深入细致的分析和研究.研究的内容包括如下:1.三维模型的读取 几何造型系统提供描述虚拟物体外形、颜色、位置等各种信息.当虚拟现实系统生成虚拟视景时,需要调用和处理这些信息.2.泵车臂架运动学与动力学分析 混凝土泵车臂架是具有多冗余度的开链机构,这就决定了浇筑同一个浇筑点时臂架位姿具有不确定性.3.系统改造与设计 混凝土泵车臂架智能控制系统是在保持系统原有的手动遥控功能的基础上,通过对其硬件的改造,使其具有手动/半自动/自动两种工作方式,这三种工作方式仍然通过遥控器来触发.切换电路能够在三种工作方式之间进行可靠的切换.4.虚拟仿真系统 为了验证所设计的控制算法的优劣,该文开发了一个虚拟仿真系统.该仿真系统采用Visual C++编程,OpenGL作为图形驱动,较真实地模拟了混凝土泵车的工作环境.在仿真系统中,混凝土泵车能够自动浇筑直线、圆形和多边形区域,还能够回避简单的障碍.从仿真的结果来看,几何力矩法很好地解决了臂架机构逆运动学问题.5.网络虚拟设计 网络虚拟现实是一种基于网络连接的虚拟现实系统,它提供了一种可以共享的虚拟空间,使地理上分散的用户在同一时间里进行交流与合作,共同完成某一项任务.由于我们的合作单位距离很远,在设计的过程中又需要互通情报.该文的上述研究为泵车臂架机器人化提供了坚实的理论依据,为泵车机器人化的实现作了必要的准备工作.