節(jié)能型液壓單斗挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

節(jié)能型液壓單斗挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),節(jié)能型液壓單斗挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),節(jié)能型,液壓,挖掘機(jī),系統(tǒng),設(shè)計(jì) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 附錄 中英文翻譯 一種挖掘機(jī)的裝載獨(dú)立控制 摘要 這項(xiàng)研究主要焦點(diǎn)是調(diào)查挖掘過程由應(yīng)用裝載獨(dú)立液壓閥門控制。 這種方法準(zhǔn)許避免閉合回路控制系統(tǒng)與傳感器和變換裝置裝在挖掘機(jī)附件上。而傳感器單元沒有裝在機(jī)器附件上，被考慮的系統(tǒng)由二次子系統(tǒng)組成：微型計(jì)算機(jī)和一個液壓單元（泵和裝載獨(dú)立閥門）。在微型計(jì)算機(jī)單元中，鏟斗的動力速度與三個液壓缸流過的液壓油有關(guān)。然后，油流程轉(zhuǎn)移為電信號開動裝載獨(dú)立閥門。它們的動作由應(yīng)用傳遞作用提出。系統(tǒng)的表現(xiàn)為檢驗(yàn)油流入液壓缸時的突然變速。本文的最后部分致力與獲得的實(shí)驗(yàn)性結(jié)果。第一結(jié)果 處理垂直的鉆井；第二個結(jié)果應(yīng)付挖掘一條水平的軌道。 1、介紹 介于最近研究的令人鼓舞的結(jié)果，人類一系列對挖掘過程改進(jìn)的努力的可能性將大大增加，著也許主要通過反復(fù)工作任務(wù)控制，譬如槽探和鉆井，要求機(jī)器操作人員在執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù) 期間有穩(wěn)定的表現(xiàn)，特別注意的是，在研究中，挖掘機(jī)應(yīng)該適應(yīng)沿著指定的軌道，在不同的土壤中工作。 挖掘機(jī)的基本控制過程是由佤哈、斯克呢司、合瑪米、哈論和斯克尼德提出的。布丹和古柯尼斯克致力與挖掘機(jī)吊桶的感應(yīng)轉(zhuǎn)動裝置在運(yùn)動學(xué)中的應(yīng)用的研究，在這種方法中，液壓油流入液壓缸的速度的很小的變化將影響靈敏度分析，黃教授等提出了機(jī)器人挖掘機(jī)的阻抗控制研究方法，他們應(yīng)用了兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：一個是源控制器，另一個是反饋目標(biāo)阻抗。另外一個阻抗系統(tǒng)，致力于力與位置的混合控制，由哈教授提出。 機(jī)器人的第一代被假設(shè)成了“開環(huán)”安置設(shè)備，這暗示了所有零件必須被制造的具有很高精確性，其次，位置遙控機(jī)械裝置與傳感器可觀地減少了對這個準(zhǔn)確性的要求。這里是幾種方法，作為參考，使機(jī)器人挖掘機(jī)提高產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的工作能力，實(shí)施了力量單元細(xì)胞、縱向和有角量得傳感器。但是，二個主要區(qū)別在制造機(jī)器人和機(jī)器人挖掘機(jī)得要求之間是應(yīng)該注意的。第一區(qū)別是，制造機(jī)器人工作在幾乎完善的情況下，避免振動、濕氣和其他可能殘損的情況。第二個區(qū)別時制造機(jī)器人要求非常高得準(zhǔn)確性，經(jīng)常在微米之內(nèi)。相反，機(jī)器人挖掘機(jī)得運(yùn)轉(zhuǎn)在非常困難得建造場所內(nèi)，并且被運(yùn)行得軌跡所要求的準(zhǔn)確性和產(chǎn)業(yè)機(jī)器人相比，是有限的，經(jīng)常在厘米之內(nèi)，以挖掘機(jī)工作的困難情況，所有傳感器被連接到吊桿、機(jī)械臂和鏟斗之上必須被很好得保護(hù)。 記住上述區(qū)別，它將對通過液壓模塊（油泵和裝載獨(dú)立閥門）來檢驗(yàn)控制挖掘軌跡產(chǎn)生很大作用。換句話說，研究系統(tǒng)傳感器單元避免裝在挖掘機(jī)附件上，結(jié)合反饋控制器，包括機(jī)器的液壓單元。本論文的主要宗旨將擴(kuò)大討論，由作者[10]創(chuàng)始，裝載獨(dú)立閥門可能被安裝在操作員的控制室里面。在這個假定外，系統(tǒng)避免傳感器裝在挖掘機(jī)附件上，以后談?wù)撓到y(tǒng)得數(shù)學(xué)模型，初步實(shí)驗(yàn)性結(jié)果被提出在本文得末端。 2 問題的聲明 本文處理受控問題得聲明，一個挖掘鏟斗的行動沿一個被規(guī)定的道路，問題來源于早先作者的理論調(diào)查，對半靜止運(yùn)動學(xué)上導(dǎo)致的挖掘過程為假定拋物線的軌道。在這項(xiàng)研究中，可作如下假定：挖掘機(jī)附件是一個平面機(jī)制，由吊桿、機(jī)械臂、鏟斗組成，三者獨(dú)立地工作，由液壓缸操作該系統(tǒng)，它們保證這三個獨(dú)立部分能在一個平面內(nèi)運(yùn)動，兩個位移和自轉(zhuǎn)。 挖掘過程，根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)，假定是足夠慢的，把它作為一個半靜止?fàn)顟B(tài)，慣性期限在附件的運(yùn)動就可以被忽略了，只有伺服機(jī)械的短管軸被認(rèn)為是在加速移動，這無法被忽略。 壓力的干擾被認(rèn)為采取正旋形式，理想的正旋值取決于系統(tǒng)的移動情況。 假定土壤環(huán)境類似，一些小的影響因素如小石頭等是可以被接受的。 我們建議挖掘操作是人工協(xié)助的，這就意味著在遇到一個更大的障礙時，操作人員必須干預(yù)挖掘機(jī)的挖掘工作。 如果我們的假定成功，所提出的控制設(shè)定就能應(yīng)用于一種標(biāo)準(zhǔn)的挖掘機(jī)，這種挖掘機(jī)將在更大范圍內(nèi)增強(qiáng)人類的安全作業(yè)能力，比如槽探和鉆井。 實(shí)驗(yàn)假設(shè)由三個系統(tǒng)組成：即微型計(jì)算機(jī)、PLC和液壓部分（液壓泵、閥門、液壓缸），并且機(jī)制以三個自由度鏟斗。其次，子系統(tǒng)被考慮作為組成部分，在第一子系統(tǒng)中，以下組成部分可被認(rèn)為：個人計(jì)算機(jī)以專業(yè)的軟件，變換行為和軌跡整平機(jī)以相等和不等形式轉(zhuǎn)換為電信號，后者被送到PLC單元那些反過來控制電磁閥的電子驅(qū)動。壓力從電磁閥產(chǎn)生變化在短管軸位置上，保證假定的油流量流入液壓缸。短管軸位置，反過來被轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成一個電反饋信號輸送到電磁閥中，被打開的短管軸讓油流動到第三子系統(tǒng)，即挖掘機(jī)的液壓缸。終于，第二子系統(tǒng)由三個組成部分組成：液壓缸、吊桿、機(jī)械臂、鏟斗。挖掘機(jī)動作時，三個組成部分也在作相應(yīng)的動作。關(guān)于這些信息的改變被輸送到第二液壓系統(tǒng)，在那里，反饋信號改變短管軸的位置，保證油流入被規(guī)定的彈道。 在本文中，所有系統(tǒng)組成部分將被用穩(wěn)定觀點(diǎn)調(diào)查研究，作用理論上被定義，或從數(shù)字圖形上把液壓設(shè)備加以編目，加上所有特殊組成部分的調(diào)動作用，整體系統(tǒng)的調(diào)動作用被談?wù)?。這種觀點(diǎn)表現(xiàn)在突然的單位信號以下。 幾個實(shí)驗(yàn)被執(zhí)行了，表示，假定鏟斗的運(yùn)動是固定的，在實(shí)驗(yàn)之中，一個致力于鉆井，換句話說，運(yùn)動學(xué)上所說的軌道是平之的垂直線。實(shí)驗(yàn)所獲得的線索被[6]所證實(shí)，注意到，有趣的是，實(shí)驗(yàn)時線長的變化不超過10cm。 3、實(shí)驗(yàn)行認(rèn)識 3．1 微型挖掘機(jī)實(shí)驗(yàn) 微型挖掘機(jī)K-11用在了實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)在一個連續(xù)的機(jī)器當(dāng)中，最小的部分被替換掉，需要進(jìn)行經(jīng)過考慮的控制，在液壓機(jī)構(gòu)中主要部分被替換掉的是閥門。另外，液壓缸加另外的閥門時需要一定的壓力，這保證附件上的意外事件不會發(fā)生。被用于這個實(shí)驗(yàn)的液壓裝載獨(dú)立閥門是由丹富斯提出的，信息從微型計(jì)算機(jī)上調(diào)入裝載獨(dú)立閥門是通過一個控制區(qū)域。 在液壓機(jī)構(gòu)的修改后，挖掘機(jī)可用于二種不同的方式來控制。第一種方法由安置在操作員辦公室里的操縱桿組成，用這種方法，操縱員能夠以隨意的速度反復(fù)移動機(jī)器至任意位置。第二種方法是在微型計(jì)算機(jī)編程吊桶的運(yùn)動，從那里得到的信息轉(zhuǎn)換為液壓缸的伸長率，由液壓油油量來移動它們，后者轉(zhuǎn)換為一個電子信號通過控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)輸送到裝載獨(dú)立閥門，裝載獨(dú)立閥門的電系統(tǒng)機(jī)構(gòu)顯示在圖7中。 圖7 這種控制算法由波蘭巴家私寫出，并在Windows98中被執(zhí)行，控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)假定采樣時間在0.5秒和2秒之間。 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 為了審查所提議的控制系統(tǒng)的表現(xiàn)情況，上面提及的具有三個液壓缸和三個自由度的微型挖掘機(jī)被使用了，一個電動液壓閥門、一個裝載獨(dú)立閥門、一個比例閥門控制分開各個液壓缸。 完成實(shí)驗(yàn)是為了控制吊桶的運(yùn)動沿著直線，一個垂直線，一個是水平直線，像在問題的聲明中被提及的，動作被控制在自由空間和裝有類似濕度的潮濕沙子的土壤箱子里 實(shí)驗(yàn)以相對速率為沒分鐘兩米執(zhí)行，鉆井所獲得的彈道沿著一條垂直線，吊桶尖端的運(yùn)動沿著一條水平線，兩者在圖8和9中被表示出來。 圖8 圖9 4、結(jié)論 一個相對簡單的挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)被提出來了，系統(tǒng)避免傳感器安裝在機(jī)器的附件上，整個控制硬件是在裝載獨(dú)立閥門之內(nèi)的，位于操作室內(nèi)。通過更進(jìn)一不的研究和改進(jìn)，系統(tǒng)適用于大規(guī)模制造的挖掘機(jī)，幫助工作過程反復(fù)進(jìn)行，比如開掘溝槽或鉆井。 實(shí)驗(yàn)性結(jié)果被高質(zhì)量的表現(xiàn)出來，并且，高質(zhì)量的結(jié)果在水平線情況下是被允許的，在這里獲得的彈道在直線的移動不超過4%。較不準(zhǔn)確的情況是在第二種情況下，即為垂直線。在這里，實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行錯誤將達(dá)到15%，在其他當(dāng)中，事實(shí)也許導(dǎo)致一個液壓缸在運(yùn)動中改變軌跡，它意味著在那時，它的卷軸將關(guān)閉液壓油對兩個液壓缸末端的輸送，同時，當(dāng)這個液壓缸的行動被阻礙時，另外兩個液壓缸正在運(yùn)動。這些判斷在考慮改變當(dāng)前模型時不得不考慮，這些改變將包括三個液壓缸的聯(lián)合控制系統(tǒng)，包括時間的延誤對零流量缸改變其速度的影響。 共 頁 第 6 頁