中国文化与创意产业创新基地项目投资立项送审报告（底稿）

控制器图控制器原理图如图所示，控制器由信号获得模块功率驱动器模块监控模块和模块组成，并且以个数字化信号处理器作为其核心控制单元。

信号获得模块通过外围的传感器测量倾斜角压力速度和温度，这些信号通过模拟数字记录器后被发送到控制器，通过这种方式，挖掘机的实时信息就获得了。

监控器用来展示主要运行参数例如发动机转速发动机油温油压和冷却水温度，展示故障编码并在挖掘机运行条件的基础上发出警报，以数字或图形的形式展示铲斗位置和姿势的实时信息。

由于控制器与控制区域网络中的其它部分相通编码，大量的电报就被分配了，因此提高了信号控制可靠性和抗干扰能力。

与液压挖掘机运行环境相适应的总线保证了控制可以在个实际的时间里，以灵活的可膨胀的方式实现，使控制器和其它外围设备容易的构造个多控制器网络。

由于总线采取基于信息的编码方式和基于优先级的非破坏性总线仲裁技术，它抗干扰能力强可靠性高，它有相当高的实时能力。

观察到的通信协议符合总线，总线的物理层上可以满足，总线通信速率是，总线的终端电阻是。

为了符合舒适的操作要求，智能化液压挖掘机装备了和人类工程学设计原理致的手柄。

图依据人体工程学原理设计的控制手柄如图所示，个光学类型的非接触式转换器安装在了控制手柄上。

通过总线信号与控制手柄的位置联系起来，光学转换器的信号被发送到控制器。

控制手柄上的按钮用来选择操作方式。

如果选择手工操作方式，控制手柄的操作方式和普通挖掘机样。

如果选择自动操作方式，操作者通过监控器将操作参数输入电脑，然后挖掘机将按照以操作参数为基础的控制器决定的轨道运作，因此挖掘机的自动控制就实现了。

远程信息传递是种可在广阔的区域内提供端对端无线连接的无线数据包转换技术，并靠此技术将数据传输到数据包。

智能化液压挖掘机的远程信息传递模块的结构如图所示。

图远程信息传输结构通过端口安装在挖掘机上的调制解调器与控制器联系，并且通过因特网与远程服务器交换数据，控制器将得到的数据转换成可以被调制解调器传递的形式，然后数据通过因特网被调制解调器发送到远程服务器。

智能化液压挖掘机的远程监控就以这种方式实现了。

在调制解调器和远程服务器之间是个结构，通过它些调制解调器进行数据传输的同时就可以连接到服务器。

的应用是个由个人造卫星和地球站组成的全球无线航行和定位系统。

在和的帮助下，智能挖掘机就实现了远程监控维修和管理。

除了挖掘机位置信息外，装备了对位置关系，可以用个齐次坐标转换矩阵表示如下在这个等式中，表示个链环之间的夹角，表示链环的长度称为普通的标准长度，表示垂直面的个关节之间的夹角，表示链环的轴线的个垂线之间的距离，和表示铲斗的位置向量。

转换矩阵表示了铲斗尖坐标系相对其参考坐标系的姿势，称为铲斗运动学等式。

对挖掘机实施轨道设计和控制就是控制吊杆动臂和铲斗的相对角度。

铲斗尖的运动轨迹预制好之后，那么各个链环的初始位置角和停止位置角都可以通过倒转工作设备的运动学等式得到解决，因此可以用个平滑的插补函数曲线来表示运动轨迹。

在实时控制的过程中，传感器会测量工作设备中每个链环的角位移，控制器会将角位移与要求的预置目标值作比较，然后在计算结果的基础上决定驾驶量。

因此，工作设备将沿预置的轨道移动。

举个挖掘机修整斜坡的例子，铲斗离开地面的倾斜角是，斜坡角度，操作高度，在斜坡修整这个操作中轨道期望值与最终测量值列入表。

测试结果揭示轨道的最大误差是，符合操作性能要求。

液压泵和发动机之间的功率匹配控制发动机在额定功率下运作的前提下，智能化液压挖掘机中的功率匹配控制器将采取发动机液压泵相互协调的控制模式，在发动机转速的基础上控制液压泵的位移以使发动机和液压泵合理的匹配。

这样，发动机的功率就达到了最佳状态，所以提高了操作效率降低了燃料消耗。

功率匹配控制模型如图所示。

图挖掘机的功率匹配控制在不同操作条件下测试，发动机总是工作在最佳运作点周围，就是说方面发动机功率达到了最佳状态，另方面发动机停转得到了有效地避免。

液压泵和发动机转速控制测试结果如图所示。

图液压泵和发动机转速控制测试曲线因此，节约能量的目的就实现了，因为发动机的速度调整设备是在实际的操作条件下被控制的，以使发动机在个燃料消耗低的情况下运行。

当挖掘机不工作时，它可以自动的降低发动机转速。

控制手柄拨到中间位置后，发动机将自动进入空转状态，以阻止液压系统的能量损失和发动机磨损，也减少燃料损失和发动机噪音。

只要挖掘机再次工作，发动机会在内回到正常运转状态，以保证工作的正常进行。

故障诊断由于许多额外的电子控制系统被引进了液压挖掘机，故障原因的判定变得更加困难。

所以监控运证工作的正常进行。

故障诊断由于许多额外的电子控制系统被引进了液压挖掘机，故障原因的判定变得更加困难。

所以监控运行条件和实施故障诊断对挖掘机来说就很有必要了。

考虑液压挖掘机的特征，故障诊断包含了发动机管理系统液压系统和电子控制系统诊断的故障。

采取以诊断运算为基础的故障树法则，故障诊断系统可以迅速而准确的判定引起故障的原因，在专业数据库的基础上评定挖掘机运行条件，帮助维修人员解除故障。

故障诊断系统和面向对象的设计语言微软结构化查询语言或微软评定数据库使它的应用软件程序化，它功能的结构如图所示。

图故障诊断功能的结构便携式故障诊断系统改正了控制器单元的参数直到挖掘机工作在最佳状态，实时监控液压挖掘机的运行状态，读取被控制器实时测量的数据，并且以图形或数字的形式展示挖掘机的运行条件例如发动机转速燃料水平发动机油压和冷却水温度。

同时，故障诊断系统可以测试每个系统和部分，维修和管理信息，储存和坡角度，操作高度，在斜坡修整这个操作中轨道期望值与最终测量值列入表。

测试结果揭示轨道的最大误差是，符合操作性能要求。

液压泵和发动机之间的功率匹配控制发动机在额定功率下运作的前提下，智器会测量工作设备中每个链环的角位移，控制器会将角位移与要求的预置目标值作比较，然后在计算结果的基础上决定驾驶量。

因此，工作设备将沿预置的轨道移动。

举个挖掘机修整斜坡的例子，铲斗离开地面的倾斜角是，斜斗的相对角度。

铲斗尖的运动轨迹预制好之后，那么各个链环的初始位置角和停止位置角都可以通过倒转工作设备的运动学等式得到解决，因此可以用个平滑的插补函数曲线来表示运动轨迹。

在实时控制的过程中，传感表示链环的轴线的个垂线之间的距离，和表示铲斗的位置向量。

转换矩阵表示了铲斗尖坐标系相对其参考坐标系的姿势，称为铲斗运动学等式。

对挖掘机实施轨道设计和控制就是控制吊杆动臂和铲装备了对位置关系，可以用个齐次坐标转换矩阵表示如下在这个等式中，表示个链环之间的夹角，表示链环的长度称为普通的标准长度，表示垂直面的个关节之间的夹角，进行数据传输的同时就可以连接到服务器。

的应用是个由个人造卫星和地球站组成的全球无线航行和定位系统。

在和的帮助下，智能挖掘机就实现了远程监控维修和管理。

除了挖掘机位置信息外，调器传递的形式，然后数据通过因特网被调制解调器发送到远程服务器。

智能化液压挖掘机的远程监控就以这种方式实现了。

在调制解调器和远程服务器之间是个结构，通过它些调制解调器的远程信息传递模块的结构如图所示。

图远程信息传输结构通过端口安装在挖掘机上的调制解调器与控制器联系，并且通过因特网与远程服务器交换数据，控制器将得到的数据转换成可以被调制解操作参数为基础的控制器决定的轨道运作，因此挖掘机的自动控制就实现了。

远程信息传递是种可在广阔的区域内提供端对端无线连接的无线数据包转换技术，并靠此技术将数据传输到数据包。

智能化液压挖掘机光学转换器的信号被发送到控制器。

控制手柄上的按钮用来选择操作方式。

如果选择手工操作方式，控制手柄的操作方式和普通挖掘机样。

如果选择自动操作方式，操作者通过监控器将操作参数输入电脑，然后挖掘机将按照以操作要求，智能化液压挖掘机装备了和人类工程学设计原理致的手柄。

图依据人体工程学原理设计的控制手柄如图所示，个光学类型的非接触式转换器安装在了控制手柄上。

通过总线信号与控制手柄的位置联系起来，裁技术，它抗干扰能力强可靠性高，它有相当高的实时能力。

观察到的通信协议符合总线，总线的物理层上可以满足，总线通信速率是，总线的终端电阻是。

为了符合舒适的运行环境相适应的总线保证了控制可以在个实际的时间里，以灵活的可膨胀的方式实现，使控制器和其它外围设备容易的构造个多控制器网络。

由于总线采取基于信息的编码方式和基于优先级的非破坏性总线仲在挖掘机运行条件的基础上发出警报，以数字或图形的形式展示铲斗位置和姿势的实时信息。

由于控制器与控制区域网络中的其它部分相通编码，大量的电报就被分配了，因此提高了信号控制可靠性和抗干扰能力。

与液压挖掘机器测量倾斜角压力速度和温度，这些信号通过模拟数字记录器后被发送到控制器，通过这种方式，挖掘机的实时信息就获得了。

监控器用来展示主要运行参数例如发动机转速发动机油温油压和冷却水温度，展示故障编码并式故障诊断系统等等组成。

控制器图控制器原理图如图所示，控制器由信号获得模块功率驱动器模块监控模块和模块组成，并且以个数字化信号处理器作为其核心控制单元。

信号获得模块通过外围的传感传输远程监控和远程管理，还实现了故障诊断和维修。

智能化液压挖掘机系统的构成图智能化液压挖掘机的系统组成如图所示，智能化液压挖掘机系统由控制器全球定位系统通用分组无线业务远程伺服器监控器和便携式传输远程监控和远程管理，还实现了故障诊断和维修。

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