遙控挖掘機設計的國內外文獻綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u153遙控挖掘機設計的國內外文獻綜述 1276621國內外的發展限制及研究趨勢 155222遙控挖掘機的發展現狀及趨勢 2119142.1國外狀況 2224102.2國內研究現狀 29086參考文獻 31國內外的發展限制及研究趨勢控制系統是挖掘機的核心，其不同類型的控制系統決定了挖掘機的種類，以市場需求為主，共有以下三種分類：輪式挖掘機輪式挖掘機常用于小工程方面上，城鎮綠化帶、建筑收尾工作、農田水利建設中常見。采用位置傳感器檢測油門踏板位置確定發動機轉速。履帶式挖掘機其中又可分為微小、中大型、大型挖掘機，主要用于各種土石工程、道路平整等。擁有自己的油門旋鈕控制系統，在智能、節能方面表現出明顯的優勢。步履式挖掘機步履式挖掘機是為了適用山區地形運用而生的特種挖掘機，其控制系統與履帶式挖掘機無差別，主要差別在地盤方面上，步履式挖掘機集成了輪胎和支撐地面的支撐爪的支腿，比履帶式控制系統較為復雜一些，靈活性能優異。液壓技術的廣泛應用，使挖掘機有了較為理想的動力裝置，隨著控制技術廣泛應用，使挖掘機的控制系統日益完善，隨著機、電、液一體化技術在產品上的廣泛應用的必然趨勢，是改造傳統產業和提升的必由途徑[6]。雖國內挖掘機起步較晚，受技術限制在控制系統方面上還存在較大差距，但堅信隨著國家改革開放的不斷深入，在引進與自主開發相結合的原則下，國產高技術、智能化液壓挖掘機是可以逐步實現的。2遙控挖掘機的發展現狀及趨勢2.1國外狀況上世紀七十年代中期，國外制造廠商為提升產品競爭力而開始研制基于電子控制技術的挖掘機，率先在挖掘機領域帶來了根本性變革。其中以智能化，效率高、自動化，安全性好的方向發展得到廣泛應用。1980年的初期，美國的制造廠商KraftTeleRobtics和JohnDeer都相繼成功開發并開始生產銷售遙控挖掘機。其中，特別是690CR型液壓無線遙控挖掘機，其遙控作業有限距離達到了1525米，當時機器設有攝像機，可將挖掘機工況及周邊環境通過圖像傳輸給操作者，但由于現場環境惡劣，容易進灰，攝像頭易被遮擋，其發動機故障診斷系統也無法傳給操作者，影響設計和使用效果[10]。1983年3月，日本株式會社小松制作所研制出一款以PC200R-2型液壓挖掘機為基礎機型，完成了對其工作裝置的微動控制和復合執行動作的無線電遙控改造與操控。即可以進入救災現場，塌方挖掘等惡劣現場作業并原操作方式不發生改變，但沒有更新技術，控制系統兩端之間難以實現同時通信，如出現危險意外時，不能及時發現并阻止其動作。1987年，德國HBC公司生產工業無線電遙控裝置，對礦山機械、履帶清渣裝載機等工程機械提出了一系列的無線電遙控作業的解決方案。2003年，澳大利亞機器人中心研制出智能挖掘機器人，解決遙控過程中的液壓缸壓力控制問題，最終目標是實現全自動挖掘任務[7]。2008年，韓國蔚山大學研究設計出一款現場挖掘機器人的遠程控制系統，該系統用無線射頻方式發送遙控操作桿信號達到操控目的，使用labVIEW軟件實現操作現場視頻采集[8]。2.2國內研究現狀國內對工程車輛遙控開始研究晚于國外，總體水平發展落后于西方發達國家。1986年同濟大學最早開發了微機操縱的挖掘機正鏟試驗平臺，進行挖掘機規劃控制方面的研究，1988年浙江大學機械設計研究所研制出微機控制的反鏟試驗平臺[9]。該所于1996年初研制出結構簡單，價格低廉的優勢，以目測觀察的形式，來控制挖掘工作面，通過對無線電開關信號來控制液壓挖掘機各油壓缸工作，實現簡單工作。2000年9月該所于WY-3.5試驗型智能挖掘機器人為研究平臺，在故障診斷，控制策略及機器人規劃控制方面取得較大突破。1998年中國科學院沈陽自動化所與撫順挖掘機廠合作，基于國產小型挖掘機WY-1.3為試驗平臺，通過機器人的動作來模擬挖掘水平作業時的仿真與運動分析，修正鏟斗在挖掘作業時的電液比例和位置控制。2010年，徐工公司于推出了XE40小型遙控式挖掘機，遙控有效范圍在100M左右，實現傾斜角度的限制，回轉對中、復位等功能，統一控制系統的運行標準，發揮了復合型設備的優勢。2010年上海中南大學于與湖南山河智能裝備集團合作，開發出SW85E、SEW17E智能系列挖掘機，集成了可視化遙控操縱關鍵技術、工作裝置軌跡控制技術等先進技術，并有蘭州理工大學的蔣保珠[10]、翟延華[11]在此方面的研究、三一重工也在2011年申請了一項有關于挖掘機遙控系統的發明專利，進一步推動國內遙控挖掘機的發展。從目前的整體情況來看，國內挖掘機及遙控技術方面起步研究相對較晚，整體發展水平落后于國外，盡管近些年有加大力度研究，同時國內外工程機械制造商一同將挖掘機增加遙控式操作這一新技術面向市場，提高挖掘機的可視信息化，自動化及人工智能操作化。但分析線市場的整體需求及綜上所述，當前的遙控式操作挖掘機的技術研究還存在著幾個問題：1.目前市面上沒有基于中大型挖掘機研制的遙控挖掘機，對于面臨塌方，流石、煤炭開采、毒氣廢氣粉塵、戰場工程保障等需要不能滿足，其中大型挖掘機在其控制系統方面，動力學參數及液壓系統性能方面與其微小型挖掘機有別具一格的特性，需研究及完善中大型挖掘機遙控式操作才能解決需求。2.目前的技術限制著傳輸系統的時效準確型，成本方面居高，智能化程度及高效節能和安全實用性有進一步優化的空間，遠程視距及超視距方面，以及對可兼容基礎通信方式遙控研究較少，對此以上問題也是研究遙控挖掘機控制系統需考慮及解決的方面。參考文獻[1]朱建新,鄒湘伏,黃志雄.談國產液壓挖掘機未來的發展趨勢[J].鑿巖機械氣動工具,2003(03):48-54..[2]寧高平.透視我國挖掘機發展現狀和未來趨勢[J].工程機械,2008,39(12):78-79.DOI:10.3969/j.issn.1000-1212.2008.12.024.[3]杜紅波,張超,賈寶珊.三道莊露天礦SW系列挖掘機遠程遙控改造及應用[J].采礦技術,2018,18(5):92-94.DOI:10.3969/j.issn.1671-2900.2018.05.029.[4]呂廣明,姜鵬鵬,陸念力.液壓挖掘機的無線遙控技術[J].建筑機械化,2005(09):23-24.%E5%A7%9A%E8%BF%9B""

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