第 1 頁 液壓挖掘機(jī)控制系統(tǒng)摘要液壓挖掘機(jī)使用在各種各樣的場合。它的多樣性和方便的操作性質(zhì)使它受歡迎。在由液壓挖掘機(jī)所做的不同挖掘工作中，水平挖掘占有較大的比例。當(dāng)挖掘整理地面或用前置配件的反鏟整理地面時(shí)，鏟斗尖高度必須控制，使斗齒尖可以水平移動。本文介紹了自動化控制水平，挖掘我們想提出的方法。通過使用此控制系統(tǒng)，控制挖掘深度可以在像往常一樣手動杠桿操作同樣的方式實(shí)現(xiàn)，同時(shí)盡量減少重復(fù)確認(rèn)工作的深入，從而提高工作效率。關(guān)鍵詞：挖掘控制;液壓挖掘機(jī)第 2 頁 1．導(dǎo)言在目前緊張的經(jīng)濟(jì)形勢下改善土木工程施工生產(chǎn)率的環(huán)境是至關(guān)重要的。由于其多功能性和便利性，目前占主導(dǎo)地位的建筑設(shè)備液壓挖掘機(jī)大多在土木工程工地作業(yè)。在液壓挖掘機(jī)所執(zhí)行的任務(wù)中，挖掘或平級表面處理，如房屋的基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，填海工程，或管道的鋪設(shè)工作，它的工作占了很大的比例。因此，改善水平掘進(jìn)機(jī)可控直接有助于提高工作效率和降低成本。方便本文介紹的方法和深度控制自動受益。1 液壓挖掘機(jī)的構(gòu)成液壓挖掘機(jī)包括三個(gè)主要部分：底盤，上部結(jié)構(gòu)和前面附件。 （見圖。1）。旋轉(zhuǎn)的上部結(jié)構(gòu)的底盤。液壓挖掘機(jī)反鏟挖土機(jī)前置配件包括三個(gè)主要部分：動臂，搖臂和鏟斗。該行動的液壓挖掘機(jī)杠桿安排（如圖。 2）動臂，搖臂，鏟斗，移動和擺動，在前面的每個(gè)附件部分是由個(gè)別驅(qū)動臂來驅(qū)動（見圖。1）讓動臂，搖臂，斗齒的運(yùn)動曲線為弧形。（圖 1）液壓挖掘機(jī)的構(gòu)造。第 3 頁 （圖 2）液壓挖掘機(jī)的杠桿管理模式。因此，當(dāng)挖掘整理地面或用前置配件的反鏟整理地面時(shí)，鏟斗尖高度必須控制，使斗齒尖可以水平移動。液壓挖掘機(jī)一般挖掘工作循環(huán)（如圖。 3） 。工作周期重復(fù)進(jìn)行。（圖 3）挖掘機(jī)一般溝挖掘工作周期。第 4 頁 （a）定位在挖掘位置。 →（b）挖掘。 →（c）移動到放土的位置。 →（d）放掉土壤。→（a）定位在挖掘位置。一個(gè)液壓挖掘機(jī)需要順利的執(zhí)行這一系列動作。特別是在需要精細(xì)的操作，并且保持一定深度的水平挖掘工作的時(shí)候，此外，由于對象是土地和沙子，這不能要求液壓挖掘機(jī)適應(yīng)相應(yīng)的定期條件。這一事實(shí)使液壓挖掘機(jī)的挖掘難以自動控制。動臂和搖臂的復(fù)雜運(yùn)動，使得在操作的情況下無法看到挖掘面，而使挖掘工作變得很困難。1． 發(fā)展觀我們考慮開發(fā)以下概念。典型的操縱應(yīng)該感到很自然的。常規(guī)動臂高度自動控制系統(tǒng)的功能通過手動交換機(jī)上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)，鏟斗提示到達(dá)所需位置（深度）。這意味著機(jī)器操作員必從手動切換到自動操作，這樣的操作是不連續(xù)的而且很麻煩。全自動控制挖掘深度應(yīng)控制自動進(jìn)行深入挖掘，并在限制挖掘到目標(biāo)的深度有效。新開發(fā)的前置配件控制系統(tǒng)有所改善，么事與手動控制和自動控制有所簡單設(shè)備構(gòu)造。自動化控制，我們打算使該系統(tǒng)盡可能簡單，并設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)控制。2． 自動深度控制新的控制系統(tǒng)的基本工作原理(如圖 4）運(yùn)行后啟動所需的挖掘深度是控制器預(yù)先設(shè)定的。動臂和搖臂的功能，可手動操作通過移動操縱桿，直到鏟斗達(dá)到預(yù)先設(shè)定的挖掘深度。該系統(tǒng)由控制器計(jì)算來自每個(gè)前置配件組件的傳感器所發(fā)出的信號，從而來計(jì)算鏟斗尖的位置。此外，該控制器計(jì)算鏟斗的運(yùn)動速度和方向。以回應(yīng)動臂和動臂操縱桿發(fā)出的信號。（圖 4）汽車原理挖掘深度的控制當(dāng)斗齒提示預(yù)先設(shè)定的挖掘深度（進(jìn)入緩沖區(qū)） ，自動控制器提供了動臂的控制信號，這樣的斗齒提示是沿著預(yù)先設(shè)定的情況下的模式選擇開關(guān)深淺。第 5 頁 這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)了自動動臂運(yùn)動控制。如果經(jīng)營者挖掘前上游地區(qū)設(shè)置的深入，前附件移動按控制桿操作。如果移動控制桿比預(yù)定的深度挖掘的更深，動臂自動提高，使鏟斗沿水平移動前設(shè)定的深度。傾向傳感器固定在機(jī)器身體，以便開掘一個(gè)絕對平面是可能的，即使機(jī)器身體反復(fù)掀動。這個(gè)功能的前排運(yùn)動主要表現(xiàn)在（圖 5）作為一個(gè)例子。 （圖 5）(a) 顯示了操作運(yùn)動接近前手臂設(shè)定深度。在這次運(yùn)動中，在上部區(qū)域預(yù)先設(shè)定手臂運(yùn)動的深度。當(dāng)鏟斗接近預(yù)先設(shè)定的深度，動臂自動提出根據(jù)臂速度，獲得水平面。當(dāng)手臂傳遞手臂垂直位置，通過手動杠桿操作從預(yù)先設(shè)定的深度移動手臂，因?yàn)閯颖鄄⒉粫詣涌刂平档?。（圖 5）挖掘區(qū)域限制控制。圖。 5（b）表明，手臂和動臂下操作均在同一時(shí)間。在這種情況下，控制單元使動臂的輸出信號為向下的信號或者使動臂的信號為向上的信號，以配合手臂的速度。當(dāng)手臂傳遞到手臂垂直位置時(shí)，動臂向下操作的信號才會逐漸第 6 頁 變得有效。動臂控制的下速度是按照臂的速度自動控制的，以便不超過預(yù)先設(shè)定的深度，并且沿著挖掘之前的水平設(shè)定的深度。當(dāng)操作臂和液壓下降時(shí)，它就有可能進(jìn)行較長的水平挖掘。5. 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的概述在（圖 6）顯示。除標(biāo)準(zhǔn)液壓挖掘機(jī)之外，在這個(gè)系統(tǒng)中，以下零件是。全尺寸圖片 (17K)圖 6.控制系統(tǒng)。動臂傾角傳感器檢測到動臂的上部結(jié)構(gòu)的角度；臂傾角度傳感器檢測到手臂到動臂的角度；鏟斗缸行程傳感器檢測鏟斗氣缸沖程長度，試驗(yàn)壓力傳感器，檢測操作信號；傾斜傳感器角度檢測上部結(jié)構(gòu)的來回傾斜；控制單元；操作面板，每個(gè)設(shè)置開關(guān)；整試驗(yàn)壓力的電磁比例閥調(diào)。電磁比例閥塊位于試驗(yàn)控制閥和主控制閥之間?；蛘弋?dāng)鏟斗走出預(yù)先設(shè)定的深度的限制，電磁比例閥不能調(diào)整先導(dǎo)控制閥的油壓。只有當(dāng)鏟斗接近預(yù)先設(shè)定的深度進(jìn)行自動控制時(shí)，電磁比例閥才調(diào)整油壓。6．目標(biāo)設(shè)置使用外部深度基準(zhǔn)面如準(zhǔn)備住房的地基和重復(fù)開墾土地這樣的工作，都需要不斷的移動挖掘機(jī)從而深入挖掘。在地面不平的工作地點(diǎn)，當(dāng)機(jī)體高度隨機(jī)體的運(yùn)動一起改變時(shí)，在寬敞的地方通過使用集體基準(zhǔn)水平形成同樣的深度是很困難的。因此，為了使有限的深度挖掘的控制更加有效，我們介紹了外部基準(zhǔn)水平的方法，可以從第 7 頁 外部設(shè)置基準(zhǔn)面到目標(biāo)的深度。 ，作為一個(gè)外部基準(zhǔn)水平，我們使用了在勘測工作中很普遍的常見激光發(fā)射器。其原理如（圖 7）以便調(diào)整基準(zhǔn)面設(shè)立前部附件相對于外部高度的點(diǎn)?？刂圃?jì)算并且存放從外在基準(zhǔn)水平到機(jī)器身體的基準(zhǔn)水平的 hf 高度。操作員使用操作盤從外在基準(zhǔn)水平輸入目標(biāo)深度 hr。第一個(gè)設(shè)定完成，并且我們可以開掘，假設(shè)深度被限制的開掘的控制是有效的。在這種情況下，就是當(dāng)機(jī)體的高度隨機(jī)提挖掘時(shí)不停地移動而改變時(shí)，操作者調(diào)整前面附件到外部基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)點(diǎn)然后控制單元再次重新計(jì)算和存儲高頻外部基準(zhǔn)面'到機(jī)體基準(zhǔn)面的高度。控制單元做了 hr 深度根據(jù)新計(jì)算的外部基準(zhǔn)高度 hf'的控制。這樣的重復(fù)挖掘使得從基準(zhǔn)水平到 hr 這樣的一個(gè)高度很有可能，即使高度由機(jī)器身體的運(yùn)動改變。在這種傳統(tǒng)的工作場所，挖掘深入調(diào)查是必要的。這個(gè)深度挖掘有限的控制使用外部基準(zhǔn)水平成為可能，以減少補(bǔ)充工人的深度測量工作。外部基準(zhǔn)級別設(shè)置情況，利用激光發(fā)射器和激光發(fā)射器如（圖 8）和（圖 9）。第 8 頁 7。挖掘和研究測試結(jié)果級別挖掘測試的結(jié)果。 （圖 10）顯示了挖掘測試的結(jié)果，一個(gè)液壓挖掘機(jī)（12 噸級）利用激光發(fā)射器作為外部基準(zhǔn)面。在挖掘距離為 16 米。由于機(jī)體在挖掘區(qū)域內(nèi)的移動，操作者更新外部基準(zhǔn)面的設(shè)置。測試參數(shù)是預(yù)先設(shè)定的2.2 深度和外圍基準(zhǔn)面 2.6 米。測試結(jié)果顯示在（圖 4） 。測試結(jié)果顯示，從溝底高度測量結(jié)果的激光基準(zhǔn)面通過使用激光接收器配備工作人員測量的基地激光基準(zhǔn)面。測量結(jié)果的調(diào)查，從 16 米的距離挖掘。在實(shí)際開挖深度分別為目標(biāo)深度范圍內(nèi)± 10 厘米范圍內(nèi)。從這一結(jié)果，使用外部基準(zhǔn)水平的有限深度挖掘的控制效果得到了確認(rèn)。第 9 頁 第 10 頁 （圖 10）測試結(jié)果的挖掘使用外部基準(zhǔn)水平。用戶測試。該工程是主要的下水道內(nèi)的一個(gè)工業(yè)區(qū)的地下工程。施工方法如（圖 11） 。并在工作現(xiàn)場的情況如（圖 12）和（圖 13） 。下水道地下工程的挖掘需要一個(gè)緩坡。 （見圖 11） 。在這種情況下，激光束被賦予事先坐標(biāo)梯度的目標(biāo)。當(dāng)水力挖掘機(jī)移動時(shí)，外在基準(zhǔn)水平用早先被提及的方式被更新。這個(gè)開掘的方法平面之間有一個(gè)的小深度區(qū)別。由于斜坡通常約 0.1-1％梯度，深度差異應(yīng)該不會在這樣的工作現(xiàn)場出現(xiàn)一些問題。第 11 頁 （圖 11）下水道地下工程使用的深度挖掘有限的控制8。結(jié)論液壓挖掘機(jī)的深入挖掘設(shè)備的發(fā)展是為了達(dá)到提高工作效率水平的目的。這項(xiàng)功能使水平挖掘削減測量工作的工作更加容易，實(shí)現(xiàn)了挖掘工作的節(jié)約。這仍是一個(gè)市場上一些單位的新產(chǎn)品，因此，應(yīng)該認(rèn)為是在發(fā)展的初級階段。然而，我們的承諾，以持續(xù)發(fā)展的政策，步驟來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的改進(jìn)，并考慮工地的充分需要。第 12 頁 圖。12）下水道地下工程使用的深度挖掘有限的控制（a） 。第 13 頁 （圖 13）下水道地下工程使用的深度挖掘有限的控制（b） 。