基于EDEM—ADAMS的粮仓机器人参数优化及试验研究

梁卫强1,2 孟文俊2 张骉2 高吉祥2 张永安2 聂煌3

1.山西工程科技职业大学汽车工程学院 2.太原科技大学机械工程学院 3.中央储备粮南昌直属库有限公司

摘要：为提高粮食储藏作业效率和自动化水平，对粮仓机器人实际工况下的行驶和导航性能进行研究。采用离散元方法（EDEM）精确模拟玉米颗粒的力学特性，结合多体动力学软件（ADAMS）构建粮仓机器人动力学模型，从而建立粮仓机器人—玉米耦合模型，分析不同螺旋转速和车身质量下粮仓机器人行驶性能；设计机器人导航系统，实现环境感知、2D激光雷达建图和自主导航功能，完成导航性能试验。结果表明：随着螺旋转速的增加，机器人行驶速度呈线性增加，滑转率与俯仰角亦随之增加，沉陷量随之减少，颗粒接触力变大，机器人行驶稳定性变差。此外，滑转率、沉陷量和俯仰角与车身质量呈正相关，行驶速度与车身质量呈线性负相关，车身质量每增加5 kg，行驶速度下降0.023 m/s，滑转率增加11.2%。粮仓机器人可完成多点导航作业，最大定位误差为0.17 m，满足使用需求，为粮仓自动化装备的优化设计提供重要依据。