基于视觉测量的挖掘机工作装置姿态测量系统

提出了一种基于视觉测量的挖掘机工作装置姿态测量方法。使用工业相机获取工作装置侧视图像,采用鞍点检测方法快速捕捉工作臂上的人工靶标;将靶标间的固定几何尺寸关系作为约束条件筛选出靶标中的鞍点并计算相应工作臂的姿态角;通过预判靶标的运动范围以缩小图像检测区域,提高算法处理速度。试验表明,与挖掘机上原有的拉线传感器测量系统相比较,动臂和斗杆姿态角动态测量偏差分别小于1°和2°,处理每帧工作装置运动图像平均用时在100 ms以内,验证了该方法对挖掘机工作装置姿态测量的可行性。     

并联油液型混合动力挖掘机发动机转速控制方法

通过对并联式油液混合动力挖掘机的原理和结构分析,提出一种改进的油液混合动力结构方案。采用双向液压马达代替二次调节泵,通过不同开关阀组合控制辅助动力系统回路。利用Simulink对该系统建模后,获取相应元器件尺寸参数及控制参数。采用双转速工作点切换的控制策略,在改装后的油液型混合动力挖掘机上进行实验。实验中利用整合负载预测的发动机转速PID控制方法对发动机目标转速、辅助油液动力系统输出扭矩进行调节。仿真和实验分析表明,该发动机转速控制方法可以有效改善油液型混合动力系统中发动机转速波动,使之稳定在高效燃油区域内,综合节能效果提高14%。     

WY10液压挖掘机液压系统减少压力损失的措施

对管道的压力损失进行了分析,并在设计液压系统管路时采取了减少能量损失的措施,提高功率利用率,以达到节能的目的。     

挖掘机工作装置复杂轨迹跟踪实验

为实现挖掘机自动控制,对其进行了电液比例改造.建立了挖掘机工作装置的运动学模型及其电液控制系统的非线性模型,并通过实验验证了机理建模中指出的电液控制系统死区及动态特性不对称非线性.为满足地面平整作业,采用五次多项式插值法在笛卡尔空间生成了斗杆末端轨迹,并通过运动学模型获得系统关节空间轨迹.针对控制系统主要存在的死区和不对称非线性,设计了带死区补偿的分段PID控制器,通过对比实验,证明了分段PID比常规PID控制精度高,能克服系统的主要非线性特性.通过协调控制挖掘机工作装置三关节,实现了一个复杂轨迹的有效跟踪.     

挖掘机的最不稳定姿态研究

提出了利用优化方法分析计算挖掘机在各种工况下的稳定系数和具体解决方法，找出并分析了挖掘机在特定工况下的最不稳定姿态，为挖掘机的稳定性分析提供了理论计算公式和具体分析手段。     

挖掘臂电液伺服系统非线性辨识

针对机理建模存在未建模动态及其参数辨识难的问题,采用由分段非线性模块、线性时不变动态模块及间隙非线性模块串联组成的Pseudo-Hammerstein-Wiener模型来描述挖掘臂电液伺服系统。利用关键变量分离原理将系统模型化解为最小二乘格式,再采用带中间变量估计的改进递推最小二乘算法进行辨识。实验表明,辨识所得Pseudo-Hammerstein-Wiener模型能很好地逼近实际系统,误差比Hammerstein及线性模型分别减少29%及68%。     

基于ADAMS的挖掘机液压系统仿真技术

对挖掘机液压系统进行理论建模分析,研究在ADAMS中建立液压系统仿真模型,以及液压系统和机械系统动力学模型的关联集成技术。进行基于机构动力学解算的挖掘机液压系统仿真,在空载和加载工况下进行试验和仿真分析,通过对仿真与试验数据的对比,验证了利用该方法建立的挖掘机液压系统模型的精确性。     

真实载荷驱动下挖掘机工作装置疲劳寿命研究

由于挖掘机挖掘作业过程中真实载荷非常复杂,提出采用试验与动力学仿真相结合的方法进行分析,以实验室现有6t小型挖掘机为研究对象,用压力传感器和位移传感器测试挖掘过程中各液压缸压力随位移的变化情况,然后把各液压缸的位移变化过程作为驱动,用ADMAS软件对挖掘过程进行动力学仿真,获得挖掘过程中工作装置各铰销点的工作载荷,再应用MSC.Fatigue软件对工作装置进行疲劳分析,获得工作装置大臂和斗杆的寿命云图,分析表明,大臂和斗杆的应力集中区域疲劳寿命最短,最小寿命计算值为13年,研究结果为工作装置结构设计提供了理论依据.     

挖掘机械的负荷传感同步控制液压系统

介绍了一种新型的挖掘机械负荷传感同步控制(LSC)液压系统的组成结构,简述了LSC控制系统单一执行元件和复合执行元件的两种常见工作机理,并分析了当系统需求流量超过主泵最大流量时的流量分配策略,从而为LSC控制系统在工程机械行业的推广应用奠定基础。     

挖掘机负荷传感泵控系统的分析

对挖掘机各类负荷传感系统（LSS）进行了系统分析研究,给出了OLSS,CLSS,ELSS3种负荷传感系统数学模型,仿真曲线,并提出了3种负荷传感系统的设计思路,为设计研究提供了理论依据,研究结果表明,OLSS系统和CLSS系统都有明显的节能作用,OLSS系统稳定性好,CLSS系统敏感度强,动态响应能力好。