機電一體化技術在工程機械中的應用

工程機械    時間:2014-03-14 00:26:01
機電一體化技術在工程機械中的應用簡介
CONEXPO—CON/AGG 2008於2008年3月11-15日在美國拉斯維加斯召開,雖然就工程機械產品參展規模而言,本屆展會較德國bauma展會小很多……
機電一體化技術在工程機械中的應用正文

CONEXPO—CON/AGG 2008於2008年3月11-15日在美國拉斯維加斯召開,雖然就工程機械產品參展規模而言,本屆展會較德國bauma展會小很多,但卻有自己的特色。產品更強調安全、實用的特點,不同於歐洲展會對於外型、環保的關注,且筆者在對現場參展產品進行仔細的參觀與分析后,除了感受到眾多主機廠家產品日新月異之外,一種技術——機電一體化,在工程機械上也逐步顯示出其地位。

1、日趨成熟的GPS技術

 數量眾多的運用高精度GPS技術產品的展出,顯示了該技術在工程機械上的應用日趨廣泛,這也將成為現代化施工的一種趨勢。

1.1用於遠程維護、信息管理的GPS技術

 該類技術的定位精度不高。一般為米級。主要利用GPS控制器採集遠程維護所需的信號上傳到伺服器中,通過Internet可以查看機器的狀態(通過採集感測器信息)、歷史工作記錄等。約翰•迪爾、卡特彼勒、小松、現代等紛紛在現場展出自己的該項技術,其中約翰•迪爾甚至可以現場操作。國內很多工程機械主機廠家也採用了該項技術,但是目前多數廠家的功能還不夠強大,需進一步完善。

1.2高精度GPS系統的應用

 該系統利用GPS差分技術,結合激光、全站儀、超聲波及多感測器技術,通過軟體界面的設計,可以在系統的虛擬儀錶中提供施工工地的三維圖形、機器的三維坐標等信息,精度可達到厘米級。該項技術在大型的施工現場,尤其在多種機型的建築工程機械進行集群作業時,具有明顯的優勢。不僅有利於施工管理方進行有序調度,而且能夠提高集群的工作效率。

 縱觀近幾年來的3次展會,在該技術方面,做的比較領先的幾家企業分別為:Trimble、拓普康及Leica。與前2屆展會不同的是,這3家企業除了在自己展位展示產品外,還專門布置了具有相當規模的產品應用展示區。因此,所展示的產品無論從數量還是品種上。都遠多於前2屆展會。其中Trimble的用戶主要為:卡特彼勒、小松;拓普康的主要用戶為:卡特彼勒、約翰•迪爾及沃爾沃;Leica的用戶主要為:約翰•迪爾。產品類型包括挖掘機、挖掘裝載機、推土機、平地機、壓路機和農業機械等。由此也顯示出該項技術在美國有著廣闊的市場,而在我國受成本及市場需求的影響,該項技術還處於實驗階段。

2、機電一體化技術在挖掘機上的運用

 機電一體化技術在挖掘機上的運用可以說是本屆展會的亮點,幾乎每個挖掘機的主機廠家都展示了在該技術領域內的應用水平。

2.1電控挖掘機

 該類型產品是指在普通的液壓先導式操作挖掘機的基礎上,採用電液比例技術控制的挖掘機,相應的以電比例手柄取代液壓先導手柄。其基本原理是首先採集電手柄的動作信號,然後利用控制器進行運算,最後輸出相應的PWM值控制比例閥。結合布置於機器上的感測器,電控挖掘機還可以實現某些自動或者半自動功能。

現場展出的比較典型的電控挖掘機有:

 (1)Leica公司研發的挖掘機工作平台。該平台是Leica公司為演示其電控挖掘機控制技術專門定製的,既採用電液比例技術,同時又配備輔助挖掘操作裝置,通過安裝在平台上的顯示屏及工作裝置上的傾角感測器,可以實時顯示鏟斗的軌跡。

 (2)山河智能的SWEL55型挖掘裝載機。該機型不同於普通的挖掘裝載機,其工作裝置位於一端,從挖掘機切換成裝載機時,只需將工作裝置摺疊即可完成,反之亦然。為了便於工作裝置的模式轉換,該機器採用了全電控技術,通過控制器可以輕鬆完成模式的轉換及電手柄在不同模式下的不同功能。

 (3)斗山的主從式挖掘機。其控制原理為:採用一種主從方式的控制形式,即通過手指、手腕、大臂分別對應控制鏟斗、斗桿與動臂;通過小臂的左右偏轉來控制挖掘機的迴轉。在操作過程中,當操作者(主控制方)的相應關節動作后,計算機採集到該信號,並與安裝在挖掘機(從控制方)上的角度感測器的信號進行比較。如果存在偏差,則發出遙控信號控制挖掘機消除偏差,從而達到控制挖掘機的目的。由於其原理是點到點控制,因此在同步性上存在誤差。

2.2具有輔助挖掘系統的挖掘機

 為提高作業效

  


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