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從拉展看機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

2017-02-11 06:26 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:機(jī)械專(zhuān)家網(wǎng) 來(lái)源:機(jī)械專(zhuān)家網(wǎng)
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1、日趨成熟的GPS技術(shù) 數(shù)量眾多的運(yùn)用高精度GPS技術(shù)產(chǎn)品的展出,顯示了該技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用日趨廣泛,這也將成為現(xiàn)代化施工...

  1、日趨成熟的GPS技術(shù)

    數(shù)量眾多的運(yùn)用高精度GPS技術(shù)產(chǎn)品的展出,顯示了該技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用日趨廣泛,這也將成為現(xiàn)代化施工的一種趨勢(shì)。

    1.1用于遠(yuǎn)程維護(hù)、信息管理的GPS技術(shù)

    該類(lèi)技術(shù)的定位精度不高,一般為米級(jí)。主要利用GPS控制器采集遠(yuǎn)程維護(hù)所需的信號(hào)上傳到服務(wù)器中,通過(guò)Internet可以查看機(jī)器的狀態(tài)(通過(guò)采集傳感器信息)、歷史工作記錄等。約翰·迪爾、卡特彼勒小松、現(xiàn)代等紛紛在現(xiàn)場(chǎng)展出自己的該項(xiàng)技術(shù),其中約翰·迪爾甚至可以現(xiàn)場(chǎng)操作。國(guó)內(nèi)很多工程機(jī)械主機(jī)廠(chǎng)家也采用了該項(xiàng)技術(shù),但是目前多數(shù)廠(chǎng)家的功能還不夠強(qiáng)大,需進(jìn)一步完善。

    1.2高精度GPS系統(tǒng)的應(yīng)用

    該系統(tǒng)利用GPS差分技術(shù),結(jié)合激光、全站儀、超聲波及多傳感器技術(shù),通過(guò)軟件界面的設(shè)計(jì),可以在系統(tǒng)的虛擬儀表中提供施工工地的三維圖形、機(jī)器的三維坐標(biāo)等信息,精度可達(dá)到厘米級(jí)。該項(xiàng)技術(shù)在大型的施工現(xiàn)場(chǎng),尤其在多種機(jī)型的建筑工程機(jī)械進(jìn)行集群作業(yè)時(shí),具有明顯的優(yōu)勢(shì)。不僅有利于施工管理方進(jìn)行有序調(diào)度,而且能夠提高集群的工作效率。

    縱觀(guān)近幾年來(lái)的3次展會(huì),在該技術(shù)方面,做的比較領(lǐng)先的幾家企業(yè)分別為:Trimble、拓普康及Leica。與前2屆展會(huì)不同的是,這3家企業(yè)除了在自己展位展示產(chǎn)品外,還專(zhuān)門(mén)布置了具有相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)品應(yīng)用展示區(qū)。

    因此,所展示的產(chǎn)品無(wú)論從數(shù)量還是品種上,都遠(yuǎn)多于前2屆展會(huì)。其中Trimble的用戶(hù)主要為:卡特彼勒、小松;拓普康的主要用戶(hù)為:卡特彼勒、約翰·迪爾及沃爾沃;Leica的用戶(hù)主要為:約翰·迪爾。產(chǎn)品類(lèi)型包括挖掘機(jī)、挖掘裝載機(jī)、推土機(jī)、平地機(jī)、壓路機(jī)和農(nóng)業(yè)機(jī)械等。由此也顯示出該項(xiàng)技術(shù)在美國(guó)有著廣闊的市場(chǎng),而在我國(guó)受成本及市場(chǎng)需求的影響,該項(xiàng)技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)階段。

    2、機(jī)電一體化技術(shù)在挖掘機(jī)上的運(yùn)用

    機(jī)電一體化技術(shù)在挖掘機(jī)上的運(yùn)用可以說(shuō)是本屆展會(huì)的亮點(diǎn),幾乎每個(gè)挖掘機(jī)的主機(jī)廠(chǎng)家都展示了在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用水平。

    2.1電控挖掘機(jī)

    該類(lèi)型產(chǎn)品是指在普通的液壓先導(dǎo)式操作挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上,采用電液比例技術(shù)控制的挖掘機(jī),相應(yīng)的以電比例手柄取代液壓先導(dǎo)手柄。其基本原理是首先采集電手柄的動(dòng)作信號(hào),然后利用控制器進(jìn)行運(yùn)算,最后輸出相應(yīng)的PWM值控制比例閥。結(jié)合布置于機(jī)器上的傳感器,電控挖掘機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)某些自動(dòng)或者半自動(dòng)功能。

    2.2具有輔助挖掘系統(tǒng)的挖掘機(jī)

    為提高作業(yè)效率,近幾年來(lái),輔助操作系統(tǒng)逐步得到各主機(jī)廠(chǎng)的重視。在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)也展出了相關(guān)的產(chǎn)品。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),高精度GPS技術(shù)的運(yùn)用也屬于輔助操作的范疇,因上文已經(jīng)敘述,在此不再展開(kāi),僅對(duì)單機(jī)的輔助挖掘系統(tǒng)進(jìn)行介紹?,F(xiàn)舉2個(gè)例子加以說(shuō)明:Prolec公司開(kāi)發(fā)的挖掘機(jī)輔助挖掘系統(tǒng)、約翰·迪爾60D型挖掘機(jī)均采用了Leica公司開(kāi)發(fā)的整套輔助挖掘系統(tǒng)。這2套系統(tǒng)的基本工作原理類(lèi)似:主要利用安裝在挖掘機(jī)工作裝置上的角度或者傾角傳感器,實(shí)時(shí)檢測(cè)挖掘機(jī)的工作狀態(tài);利用系統(tǒng)中的儀表顯示工作裝置的軌跡及鏟斗末端坐標(biāo)。在進(jìn)行精細(xì)作業(yè)時(shí),可以在儀表中輸入要完成的工作面的形狀,操作者可以按照提示進(jìn)行工作,直到完成預(yù)定的形狀。尤其是在挖掘復(fù)雜形狀的工作面和平整作業(yè)中,該系統(tǒng)可以提高工作效率和精度。如果配合激光技術(shù),還可以利用安裝在斗桿上的紅外接收裝置,挖掘規(guī)定深度的基坑。該類(lèi)技術(shù)在提高精度的同時(shí),也節(jié)約了人工成本。

    2.3運(yùn)用在挖掘機(jī)上的監(jiān)控系統(tǒng)

    在挖掘機(jī),尤其是20t以上的挖掘機(jī)上,采用高品質(zhì)液晶彩色顯示屏,在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的認(rèn)可?,F(xiàn)以展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)2款比較精美的儀表加以分析:Trimble公司為挖掘機(jī)開(kāi)發(fā)的CB430型儀表,小松的中挖儀表。其中Trimble以動(dòng)畫(huà)的形式實(shí)時(shí)顯示挖掘機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡,并提供坐標(biāo),而且顯示屏的按鈕可以實(shí)現(xiàn)視角的切換。小松的儀表界面分為2部分:一部分顯示整機(jī)的工作參數(shù),另一部分可以單屏和雙屏的形式顯示車(chē)體尾部安裝的攝像頭采集到的圖像。2套操作儀表整體效果好,顯示/監(jiān)控系統(tǒng)界面直觀(guān)簡(jiǎn)潔、標(biāo)識(shí)準(zhǔn)確易懂,便于操作。在儀表方面,國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家均已采用,但國(guó)外儀表的高品質(zhì)性,值得國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)廠(chǎng)家學(xué)習(xí)。

    2.4自動(dòng)怠速系統(tǒng)在小型挖掘機(jī)上的應(yīng)用

    在美國(guó)市場(chǎng),發(fā)動(dòng)機(jī)排放要求非常嚴(yán)格,只有符合Tire3標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)才能在美國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售。因此進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)的中挖多數(shù)都采用了電控發(fā)動(dòng)機(jī),無(wú)論在可控性還是節(jié)能性方面都較機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)有很大的改善。但由于成本問(wèn)題,在10t以下的小型挖掘機(jī)上,機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)還是被廣泛采用。因此,在節(jié)能方面,國(guó)外挖掘機(jī)廠(chǎng)家采用了不同的技術(shù)。

    3、機(jī)電一體化技術(shù)在旋挖鉆機(jī)上的運(yùn)用

    旋挖鉆機(jī)是近幾年來(lái)在國(guó)內(nèi)被廣泛采用的一種重要的工程機(jī)械,其應(yīng)用主要集中在大型樁基礎(chǔ)施工中。而在國(guó)外,旋挖鉆機(jī)使用時(shí)間比較長(zhǎng),且發(fā)展也較成熟。此次展會(huì)更是展出了門(mén)類(lèi)齊全的旋挖鉆機(jī),無(wú)論在廠(chǎng)家數(shù)量還是旋挖鉆機(jī)的類(lèi)型上都多于前2屆展會(huì),更有很多旋挖鉆機(jī)的變形產(chǎn)品展出,顯示了國(guó)外在該產(chǎn)品領(lǐng)域技術(shù)的成熟,同時(shí)也反映出該產(chǎn)品在美國(guó)有著廣闊的市場(chǎng)。主要的國(guó)外廠(chǎng)家有:寶峨、Soilmec、IMT、Mait、Casagrande、Junttan等,我國(guó)有三一山河智能等。旋挖鉆機(jī)因其施工工藝較為復(fù)雜,且在施工過(guò)程中對(duì)精度要求較高,因此很多公司都開(kāi)發(fā)了自動(dòng)控制功能以提高施工效率和精度。最為常見(jiàn)的有2種功能:鉆桅自動(dòng)調(diào)垂直功能和鉆孔工程中自動(dòng)回位功能。硬件方面,有些廠(chǎng)家采用了建筑工程機(jī)械的通用控制器、儀表,也有些廠(chǎng)家為提高自身競(jìng)爭(zhēng)力,定制開(kāi)發(fā)了具有公司特色的控制器、儀表。其中寶峨就定制了自己的控制系統(tǒng),司機(jī)室內(nèi)除了具有顯示儀表外,還配有圖像監(jiān)視屏和具有寶峨特色的報(bào)警面板。

    4、遙控技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用

    隨著工程機(jī)械功能的擴(kuò)展,遙控技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境越來(lái)越廣。很多時(shí)候應(yīng)用遙控技術(shù)是出于對(duì)操作手的保護(hù)和操作的便利性。例如在水泥混凝土泵車(chē)上已經(jīng)廣泛采用該技術(shù)。此次展會(huì)除了常見(jiàn)的應(yīng)用機(jī)型外,山貓的一款滑移裝載機(jī)上也開(kāi)發(fā)了遙控功能,同時(shí)展出的還有遙控技術(shù)在一些小型多功能產(chǎn)品上的延用。該機(jī)型是在小型挖掘機(jī)的底盤(pán)上更換成鉆機(jī)的工作裝置,而工作裝置是可以遙控的?,F(xiàn)場(chǎng)還展出了運(yùn)用遙控技術(shù)的叉車(chē)產(chǎn)品,展出產(chǎn)品的品牌有:Maniton、紐荷蘭等。

    5、小結(jié)

    以上有關(guān)機(jī)電一體化的應(yīng)用,只是筆者在本屆展會(huì)上看到的該領(lǐng)域的冰山一角。

  縱觀(guān)本屆展會(huì),并通過(guò)與前2屆展會(huì)的比較,不難發(fā)現(xiàn),更多廠(chǎng)家展示了其挖掘機(jī)的電控技術(shù),尤其是成熟的具有電控功能的產(chǎn)品,充分顯示了國(guó)外廠(chǎng)商對(duì)于該技術(shù)的重視程度,也體現(xiàn)了機(jī)電一體化技術(shù)在美國(guó)市場(chǎng)上的廣泛認(rèn)可,且今后也將會(huì)有更大的發(fā)展。而在該領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)、工程機(jī)械生產(chǎn)廠(chǎng)家和研究院所已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到其重要性,但多數(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。因此,在機(jī)電一體化技術(shù)的成熟性、可靠性和市場(chǎng)化的道路上,還需很長(zhǎng)的一段路要走。

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