(论文 页数:7 字数:4517)一、中文摘要:挖掘机的发展历史可追溯到19世纪三四十年代，当时美国进行大规模西部开发的需要，产生了模仿人体构造，有大臂、小臂和手腕，以蒸气机作为动力，能行走和扭腰的挖掘机。早期挖掘机主要用于矿山开采。但随后的100余年挖掘机并没有得到很大发展，发展迟缓的原因主要是挖掘机作业装置动作多，运动范围大，采用多自由度机构，古老的机械传动对它不太合适。而且当时的工程主要是国土开发，大规模的筑路和整修场地等，平面作业多，因此铲土运输机械是当时工程机械的主力机种，得到了较快的发展。
20世纪60年代开始，液压传动技术得到了很快发展，逐渐成为成熟的传动技术。挖掘机找到了适合它的传动方式，为挖掘机的发展建立了强有力的技术支撑。
同时工程建设和施工形式也发生了变化。在大规模国土开发的同时，城市型土木施工方兴未艾，广阔的水平面上作业，向点上垂直的立体作业发展，给了挖掘机以展现自己才能的机会。具有较长的臂和杆、能装上各种各样工作装置的挖掘机，会行走、能回转，可实现多自由度动作，既能切削高的垂直壁面，又可以挖掘深的基坑和沟，是一种万能型的工程机械，因此得到了迅速发展。目前挖掘机已成为工程机械中无可争议的第一主力机种，在世界工程机械市场上已占据首位，并且目前仍在发展扩大。
挖掘机和液压传动是紧密地联系在一起的。液压技术是挖掘机的技术基础，反过来由于挖掘机对液压技术的高要求，从而大大地推动了液压技术的发展。所谓挖掘机在现代主要是指液压挖掘机，机械式挖掘机已很少见。液压挖掘机是一个很大家族，目前向小型化和大型化两个方向发展。最小液压挖掘机重量仅100kg左右，斗容量<0.01m3；而最大挖掘机重达800t左右，斗容量42m3。挖掘机的发展促使液压元件的高压化、小型化和大型化。挖掘机的液压系统是工程机械液压系统中最复杂的，很多液压传动的先进技术体现在挖掘机上。
现代液压挖掘机作业动作复杂，功能齐全，要求多功能的多路阀和复杂控制的液压泵，泵、阀和马达都要采用电子控制。挖掘机的发展从最初对各液压元件的个别控制发展到智能化的综合控制。先进的液压挖掘机被称为土建机械手，是建设机器人的代表。
二、关键字：液压挖掘机, 节能控制,节能
三、英文摘要（Content）
According to some researches , the loss of energy in excavator mostly consists in such facts as following : throttling ,flooding , friction and inappropriate matching of power , ect. In this paper ,a distributed control system(DCS) , which is used to reduce the loss of energy , is built , using microprocessor PC104 as the senior controller and siglechip ADuC812 as the inferior controller. The senior controller sends the control parameters and plan orders to inferior controller , while the inferior controller re2 ceives the parameters and orders from the senior controller , collects the signs of pressure and flux from the sensors , and exports the control flow of voltage according some algorithms ,such as Invariable power and Negative power. Based on this DCS platform , the flux of pump could be adjusted according to the the environment. The result of experiments indicated the DCS can reduce the loss of energy greatly.
四、英文关键字（Key words）：
According，control，energy saving
目录
一、中文摘要
二、关键字：
三、英文摘要
四、英文关键字（Key words）：
五、前言
六、控制系统
五、前言
单斗液压挖掘机是重要的工程机械，具有作业灵活方便、适应范围广等优点。但由于单斗液压挖掘机作业工况复杂、作业过程中负荷变化频繁、变化范围大，因而存在着不少环节的能量损失，其中主要有：发动机—变量泵系统的非经济性匹配运行产生的损失、液压系统压力油的流量损失和压力损失。这些损失不仅浪费了能量，而且引起液压系统发热，工作性能恶化。为此，节能控制已经成为液压挖掘机的重点发展方向之一。
随着电子技术及微型计算机（单片机）技术在控制领域中的广泛应用，将液压挖掘机与电子技术、信号处理、预警技术及微型计算机有机地结合起来，对液压挖掘机实现在线工况检测、自动控制、故障诊断，可以达到节能和减轻司机劳动强度、提高工作效率的目的。
目前国外各大公司的挖掘机产品均不同程度地配备了电子节能控制系统，，如德国O&K公司的PMS系统、Link-Belt的CAPS系统；美国卡特皮勒的EPC系统；本立的OHS系统、粘松的OLSS系统、加藤的APC系统、神钢的ITCS系统；韩国大宇的EPOS系统等。
笔者针对上述挖掘机能量损失情况，采用单片机，以液压系统的压力为判断信号，来判断液压挖掘机的工作状态，进而由步进电机控制发动机的油门，从而使油门的开度始终处于适应负载的合适值上，达到节能的目的。
六、控制系统
1、系统的组成
系统是在不改变液压系统和发动机内部结构的前提下进行的，其硬件框图如图1所示。
本节能控制系统采用了负荷传感，即以液压系统压力为判断信号，判断挖掘机的工作状态，由微机根据挖掘机所处的不同状态，通过控制步进电机的输入出，进而控制发动机油门，使发动机稳定在要求的转速附近，以达到节能和实现其它功能的目的。
由硬件框图可知，控制系统硬件的系统由单片机、I/O接口电路、A/D转换电路、信号调理电路、驱动电路、显示报警和光电隔离电路等部分组成。
|
