单斗液压挖掘机计算机辅助分析系统的研究

对单斗挖掘机进行结构分析，在运动学和力学特性分析的基础上，建立挖掘图、包络图和挖掘过程动画演示的数学模型，通过程序设计和图形编辑，研究一个具有人机交互功能的挖掘机计算机辅助分析系统（ＥＣＡＡＳ）。该系统可以方便地分析挖掘机的性能，对评价挖掘机设计具有指导意义。     

基于作业路径的液压挖掘机挖掘性能

为了解决中国液压挖掘机挖掘过程中挖掘力不足的问题,提出一种基于作业路径的液压挖掘机挖掘性能分析新方法。充分考虑挖掘机连续挖掘的习惯特点,定义挖掘作业路径由铲斗挖掘轨迹和斗杆挖掘轨迹复合组成,依据动臂工作位置将可行挖掘域分成一系列作业路径,基于挖掘作业路径上离散点的整机挖掘力参数来评估挖掘机的挖掘性能。基于新分析方法对1台中国产液压挖掘机和同吨位日本产液压挖掘机进行挖掘性能分析对比。研究结果表明:中国产挖掘机和进口挖掘机作业路径上最大挖掘力相差达20kN,斗杆挖掘充分发挥比例相差达12%,充分解释了中国自主生产的液压挖掘机挖掘性能不足的原因;该新方法对挖掘机的设计具有理论意义,同时推动了中国挖掘机研究工作的进一步发展。     

机械液压系统简单故障诊断与修复

挖掘机是目前工程建设中使用最为广泛的一种挖掘机械，挖掘机的液压系统则是挖掘机的动力输出核心所在．因此认真了解、熟悉挖掘机液压系统常见故障并及时处理，才能够充分发挥挖掘机使用性能，提高挖掘机的使用效率。     

挖掘机与土壤回转联系系统振动计算

挖掘机挖掘土壤切削过程工作阻力，有使其产生连续振动的特性，由于土壤物理机械性质不财，使其产生振动具有随机性质；挖掘机工作装置的外载荷也具有随机性。在大多数情况下，可表示为定态随机时间函数，取于它的数学期望和相关函数，以及过程谱密度、互谱密度；应用这些有关理论，对“挖掘机与土壤”回转联系系统振动进行研究计算并提供方法。     

挖掘机工作装置设计中的复数矢量三角形法

介绍了复数矢量三角形法的原理．用这种方法对单斗液压挖掘机进行位置分析和速度分析,提出了用速度分析的方法计算挖掘力．为该类机械的ＣＡＤ设计提供了简单的设计方法．     

机械产品计算机辅助设计CAD系统的一体化

提出了机械产品一体化ＣＡＤ系统的主要标志和ＣＡＤ系统一体化需要解决的关键技术问题，讨论了其解决方法。以液压挖掘机一体化智能ＣＡＤ系统为例，介绍了以中心数据库为核心的一体化ＣＡＤ系统的实现方法，并着重分析该中心数据库的组成、结构和设计思想。     

挖掘机工作装置设计中的复数矢量三角形法

介绍了复数矢量三角形法的原理,用这种方法对单斗液压挖掘机进行位置分析和速度分析,提出了用速度分析的方法计算挖掘力,为该类机械的ＣＡＤ设计提供了简单的设计方法。     

挖掘机最大理论挖掘力的确定

运用矢量方法推导了任意工况和姿态下的理论挖掘力计算公式，提出了借助于优化方法确定挖掘机最大理论挖掘力及其姿态的新思想和新方法。通过实例分析计算，验证了这种方法的可行性，为分析计算挖掘机的挖掘力及其相应姿态提供了理论依据和新的计算方法。     

基于虚拟样机技术挖掘机工作装置动力学分析及仿真

应用拉格朗日动力学原理建立挖掘机工作装置动力学数学模型,以某型23 t挖掘机工作装置为研究对象,采用Pro/E软件对该挖掘机工作装置建立三维实体模型,用虚拟样机技术与动力学仿真软件ADAMS对挖掘机工作装置进行运动学和动力学仿真,获得挖掘机工作尺寸参数、各铰接点处的受力情况及相关受力曲线。研究结果表明:运用拉格朗日动力学原理建立的挖掘机工作装置动力学数学模型,为挖掘机工作装置仿真研究提供了便利;最大挖掘高度、最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘半径停机面上最大挖掘半径与实际作业结果相吻合,通过动力学仿真分析得出的各液压缸受力曲线及挖掘机各关键铰接点的受力曲线,为挖掘机工作装置结构设计与产品优化提供了依据和方法。     

智能挖掘机直线挖掘作业的运动规划与控制研究

针对挖掘机在开挖沟槽与坡面平整作业时通常需要用到直线挖掘,并且具有高精度作业需求, 提出一种多关节协同的运动规划与控制策略. 建立挖掘机工作装置的运动学模型,根据铲斗齿尖直线运动轨迹进行逆运动学求解得到各关节的运动轨迹,并根据斗杆和铲斗的预测角度值,随动规划动臂目标角度. 利用递推最小二乘法对挖掘机各关节动力学模型参数在线辨识,实时预测延迟时间内关节角度的变化来补偿系统延迟特性所导致的跟踪控制误差.对现有挖掘机进行智能化改造,搭建AMESim的工作装置模型,基于实验数据修正液压系统模型参数及挖掘机模型,并在Simulink中建立控制模型与AMESim的挖掘机模型进行联合仿真测试,验证控制算法的可靠性. 仿真结果表明,与传统PID控制策略相比,基于关节协同控制的策略在直线挖掘铲斗轨迹控制中具有更好的性能.     

基于PRO／E的液压挖掘机工作装置系统仿真与分析

通过三维参数化建模软件PRO／E,对某型挖掘机工作装置进行了三维建模．通过建立液压挖掘机工作装置的三维模型,并运用该软件中运动仿真模块Pro／MECHANICA对工作装置装配和机构运动仿真,从而了解了工作装置的挖掘工作范围．在对模型材料特性定义的基础上,对模型进行了静力分析,能够检验不同工况下动臂是否满足要求．通过仿真分析可知,相对于其它有限元分析工具来讲,Pro／MECHANICA软件实现了和PRO／E的无缝集成,对复杂零件建模后的分析工作更加精确．     

挖掘机动态性能试验及其数据的小波处理方法

为了找出挖掘机工作时载荷变化规律,用现场试验的方法代替传统的台架试验,并将小波变换理论引入到挖掘机回转工况主泵压力载荷分析中,对现场试验所采集的压力数据进行时频处理.结果表明,与传统的随机理论分析对比,小波分析除了能分离信号的趋势项之外,还可以进一步将随机项按高低频率进行分解,能精细地揭示液压挖掘机的压力频谱结构特征,从而为液压挖掘机液压系统的设计和可靠性分析提供依据.     

斗轮挖掘机动态分析和仿真研究的必要性

本文结合大量中外文献,阐述了国内外斗轮挖掘机的研究现状和发展趋势,指出了目前斗轮挖掘机的设计和使用过程中存在的问题,提出了对斗轮挖掘机进行动态分析及仿真研究的必要性。     

步行式挖掘机方向纠偏控制参数多目标优化方法

针对步行式挖掘机自行上运输车过程中，实现一次方向纠偏控制参数的求解问题，建立了步行式挖掘机方向纠偏时的运动学微分方程，构造了一种求解方向纠偏控制参数多目标优化模型，用两级优化模型对纠偏控制参数进行求解。第一级优化模型利用信赖域法对一阶微分方程进行求解，得到步行式挖掘机方向纠偏过程中的运动参数；第二级优化模型用序列二次规划法对多目标优化模型求解，得到不同接近角情况下一次纠偏控制优化参数。利用仿真分析对第一级优化模型进行了验证。研究表明，建立的步行式挖掘机纠偏模型正确，当接近角小于25°时，步行式挖掘机可实现一次方向纠偏，所提出的两级优化模型控制参数求解方法可为步行式挖掘机无人化纠偏提供理论依据。     

求解多弹性体接触问题的边界元法及其在大型挖掘机中的应用

从边界元基本方程出发，导出了多弹性接触问题的边界积分方程和数值离散技术，并用FORTRAN语言编制了计算程序，应用所编程序计算了16m∧3大型挖掘机的滚盘压力分布和履带损坏应力分析。     

EX220-3型挖掘机执行机构联合作业不协调的故障诊断与排除

EX220-3型挖掘机是日本日立建机公司生产的小型履带式挖掘机,该挖掘机有工作装置、上部转台和行走装置3部分组成。该型挖掘机执行机构联合作业不协调,是典型的流量分配控制系统问题,详细分析执行机构流量分配控制系统原理及其故障诊断与排除的方法,这对该型号的挖掘机执行机构的联合作业不协调的故障诊断起到一定的指导作用。     

并联混合动力挖掘机系统建模及控制策略仿真

分析了以超级电容和ISG(integrated starter generator)电机组成辅助动力源、电机驱动回转为特征的并联混合动力挖掘机系统;提出了发动机双模式转矩均衡控制策略,以负载工况与超级电容SOC(state of charge,荷电状态)为决策依据,实现发动机工作点的自适应调节.在特定工作点下,以转矩均衡控制策略替代传统的转速感应控制,系统转速更加稳定.ISG电机可以均衡发动机转矩,使其工作于高效率区.另外,利用回转驱动电机实现回转势能的再生利用.建立并联混合动力挖掘机系统的Simulink仿真模型.结果表明,该控制策略适用于挖掘机并联混合动力系统,具有显著的节能性.     

基于树型结构层次分析法的挖掘机故障诊断

介绍了机械设备故障诊断中树型结构层次分析的方法及树型结构的建树步骤与建树规则,以挖掘机故障诊断为例建立了整机系统及液压子系统故障树型结构层次分析诊断模型,对挖掘机故障诊断进行了定性分析与定量计算.     

液压挖掘机动力学研究

通过对液压挖掘机在工作过程中工作装置所受到的力和运动之间关系的研究，对液压系统液体流动和工作装置运动分别对挖掘力的影响作出了定量分析，并建立了相应的数学模型。关键在于根据能量守恒定律，解决了不能直接用动静法研究因惯性力所引起的冲击载荷问题，并推导出两种计算动载荷（或瞬息力）的公式，使液压挖掘机在工作过程中可能出现的最大瞬息力的取值有了理论依据     

挖掘机单神经元比例-积分-微分节能控制系统

从节能角度考虑，通过对液压挖掘机功率匹配的分析。提出了将液压泵的功率曲线设定在发动机的功率曲线之上的功率匹配方法．随着负载压力的变化，主控制器对液压泵的排量进行控制，使液压泵能够完全吸收发动机的功率，保证了发动机始终在设定的转速下运行。实现了发动机功率充分利用和节能的目的．研究了单神经元比例-积分-微分(PID)控制器在节能控制系统上的应用，试验结果表明，文中提出的功率匹配方法可行，单神经元PID控制器能够根据不同的环境和作业工况进行参数自调整，具有自适应的能力．研究结果为进一步研究开发智能化挖掘机提供了依据．