R210LC-7挖掘机液压系统测试系统设计【说明书+CAD】
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湘 潭 大 学本科毕业设计(论文)开题报告题 目R210LC-7挖掘机液压系统测试系统设计姓 名张陈学号2010963136 专 业机械设计制造及其自动化班级机械四班指导教师刘金刚职称副教授填写时间2014年 04 月 9 日2014年4月本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名张陈学 号2010963136专 业机械设计制造及其自动化指导教师刘金刚职 称副教授所在系兴湘学院课题来源自拟课题课题性质毕业设计课题名称 R210LC-7挖掘机液压系统测试系统设计1、 选题的依据、课题的研究意义及国内外基本研究情况1、选题依据随着近年来我国国民经济的快速发展以及实施西部大开发战略的机遇,工程机械在各种工程建设领域中所起的作用越来越明显,液压挖掘机作为主流的工程机械产品,以其应用广泛、使用灵活、工作效率高而愈来愈被人们所重视。液压挖掘机是目前土方开挖的最主要施工机械,在交通、建筑、能源、矿山、水利、港口等工程领域发挥重要作用 2、课题意义液压系统是液压挖掘机的技术基础和重要的关键组成部分,其二是挖掘机技术的发展要求又液压技术的进步和提高。液压挖掘机是结构复杂、功能强大、用途广泛的工程机械,它的典型工作过程基本是模仿人类动作,其铲斗、斗杆、动臂和回转动作,极象人的手腕、小臂、大臂和扭腰动作。如此复杂的机械手式的动作的实现是和液压传动的技术密切相关的,现代挖掘机的液压系统非常复杂,除了基本传递功率的功能外,还负责很多的操纵控制。液压系统性能的优劣决定着挖掘工作性能的高低,目前液压传动与控制的许多先进技术都体现在挖掘机上。因此对其液压系统的设计既可以学习到更先进的液压技术巩固所学的知识,又符合时代的步伐。 2、挖掘机液压系统测试系统在国内外的发展情况 80年代以后,国外逐渐开展了对液压挖掘机状态检测系统的开发研究,经过二十多年的发展,已经取得了较为成熟和完善的技术成果,其中美国、德国、日本和韩国在这方面处于较为领先的地位。美国卡特彼勒公司1978年就研制出用于挖掘机的电子测试系统,目前该公司已有60%以上的产品都配置了该系统,能对机器运行情况进行连续监测。在其近年开发的E系列挖掘机上,还安装了三级报警电子检测系统、功率方式控制器和发动机转速自动控制装置等机电一体化部件,在发动机起动前,该系统可检查设备状况,若有潜在故障则立即向司机报警。在机器运行过程中,可根据不同工况进行三级报警:一级报警时面板上发光二极管闪烁提示故障部位;二级报警时面板上大灯同时亮;三级报警时蜂鸣器同时响,要求司机立刻停车检查。国内在液压挖掘机的状态测试系统方面的研究起步较晚,90年代以来,国内的一些挖掘机生产厂家通过合资或引进国外先进技术的方式,经过消化吸收,逐渐开发出自己的检测系统,虽然在性能上与国外相比还有一定的差距,但仍具有较高的技术含量。如长江挖掘机厂已将电子监测技术用于WY160B挖掘机,还与浙江大学合作制成便携/固定两用式液压挖掘机系统监测故障查找装置。该装置以MCS51系列单片机为核心,能实时监测液压、动力、电气及其他部分的共计16路运行状态参数,在液晶显示屏上显示出10路模拟量和频率量参数具体值,当检测到故障信息时,根据装置内的故障经验库即可大致推出故障部位,并有声、光、图同时报警能力。贵州詹阳开发的具有90年代先进水平的WDKX电子监控系统,借鉴了国外先进挖掘机电子监控系统的技术,可在线监控挖掘机系统的工作状况,系统的主要技术参数在大屏幕液晶显示屏上一目了然。当挖掘机出现异常状况时,WDKX电子监控系统可向操作者发出声光报警,以使挖掘机操作者和维修人员动态的掌握挖掘机的技术状况,及时准确地排除故障,进而合理、正确、安全地使用挖掘机。上海建筑机械厂和上海同济大学联合开发研制了电子监控装置,它主要是对液压挖掘机的发动机和故障率较高的液压系统进行监测,还可对运行中的十二个重要参数进行检测,以液晶屏幕显示检测结果,对异常运行状态进行简易故障诊断,以十六位汉字形式显示诊断结果,并设八个报警页,分为三个等级进行报警,该装置在作随机试验基础上将投人使用。总而言之,国内的挖掘机液压系统的状态监测处于研发阶段,离实际的应用还有一定的距离,而要实现这些系统的产品化还必须解决一些技术上的问题。二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施。研究内容:1、熟悉液压系统结构工作原理,对比选择较好的方案。 2、按照方案的要求进行结构参数的设计。 3、根据传感器的输出信号选用合适的AD数据卡。搭建基于计算机的测试系统。 4、基于虚拟仪器软件Labview设计测试软件,完成数据的显示和储存。 5、完成设计说明书。预计目标: R210LC-7挖掘机液压系统测试系统设计。关键理论和技术:1、液压系统结构和工作原理。2、各种传感器3、传感器的输出信号的处理。 设计的预交材料及基本要求: 1、设计说明书;2、液压系统工作原理图;3、测试系统工作原理图和接线图; 4、检测软件界面和图形化设计语言; 5、英文翻译。三、主要特色及工作进度主要特色: 工作进度:1-2 周:查阅相关;2-7 周:主要完成硬件设计;7-10 周:完成软件部分的设计;11-12 周:写设计说明书答辩。四、主要参考文献(按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出)1陈桂、盛党红、汪木兰,LabVIEW与MATLAB在伺服系统中的应用研究.现代雷达,2005(11)2陈溯,王思华,采用LabVIEW图形程式设计构成虚拟仪控设备,INTERNET3关建和,唐露新,李伟东.基于LabVIEW平台的电液控制系统的研究与应用。机电工技术,2003(6)4顾友华,基于虚拟仪器的综合测试系统开发。西北工业大学硕士学位论文,2004.35刘君华,基于LabVIEW的虚拟仪器设计。北京:电子工业出版社,20036陈正利,我国液压挖掘机发展的几个重要阶段及其前景展望。建筑机械,19997孙秋野、柳昂、王云爽,LabVIEW8.5快速入门与提高。西安交通大学出版社,20098廖彦,LabVIEW环境下的实时控制案设计与研究,西北工业大学硕士学位论文,20029王贤林,虚拟仪器及其应用前景。武汉科技大学学报(自然科学版),2002.610杨乐平、李海涛,LabVIEW高级程序设计。北京:清华大学出版社,200311张明,杨成银,基于LabVIEW液压挖掘机工作装置的测控系统工程机械,2007年第6期12当前挖掘机行业市场展望及相关问题,建设机械技术与管理,2004年第五期指导教师意 见指导教师签名: 年 月 日系意见 系主任签名: 年 月 日院意见 教学院长签名: 年 月 日湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目:R210LC-7挖掘机液压系统测试系统设计学 院: 兴湘学院 专 业:机械设计制造及其自动化学 号: 2010963136 姓 名: 张 陈 指导教师: 刘金刚 完成日期: 2014.5.28 湘 潭 大 学毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目:R210LC-7挖掘机液压系统测试系统设计 学号: 2010963136 姓名: 张陈 专业: 机械设计制造及其自动化 指导教师: 刘金刚 系主任: 一、主要内容及基本要求 本设计的主要内容为: 1、拟熟悉液压系统结构和工作原理。 2、根据液压系统工作原理,确定所需测量参数,选好合适的传感器。 3、搭建基于计算机的测试系统 。 4、完成数据的显示和存储。 5、完成设计说明书。 本设计的技术指标及基本要求: 1、液压系统工作原理图; 2、测试系统工作原理图; 3、掌握液压系统的工作原理; 4、掌握利用接线图表达自己的设计意图。 二、重点研究的问题 重点研究的问题主要有: 1、挖掘机液压工作装置的液压系统。 2、液压挖掘机液压测试系统的软硬件。 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1查阅相关资料第1周2方案论证、制订设计方案第23周3主要完成硬件设计第68周4绘制接线图第912周5撰写毕业设计说明书第1314周6最后修改整理准备答辩第1516周四、应收集的资料及主要参考文献1陈桂、盛党红、汪木兰,LabVIEW与MATLAB在伺服系统中的应用研究.现代雷达,2005(11)2陈溯,王思华,采用LabVIEW图形程式设计构成虚拟仪控设备,INTERNET3关建和,唐露新,李伟东.基于LabVIEW平台的电液控制系统的研究与应用。机电工技术,2003(6)4顾友华,基于虚拟仪器的综合测试系统开发。西北工业大学硕士学位论文,2004.35刘君华,基于LabVIEW的虚拟仪器设计。北京:电子工业出版社,20036陈正利,我国液压挖掘机发展的几个重要阶段及其前景展望。建筑机械,19997孙秋野、柳昂、王云爽,LabVIEW8.5快速入门与提高。西安交通大学出版社,20098廖彦,LabVIEW环境下的实时控制案设计与研究,西北工业大学硕士学位论文,2002湘潭大学兴湘学院毕业论文(设计)评阅表学号 2010963136 姓名 张陈 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文(设计)题目 R210LC-7挖掘机液压系统测试系统设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到综合训练的目的;2.难度、份量是否适当;3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力;2.是否有综合运用知识的能力;3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力;4.是否具备一定的外文与计算机应用能力;5.工科是否有经济分析能力。论文(设计)质量1.立论是否正确,论述是否充分,结构是否严谨合理;实验是否正确,设计、计算、分析处理是否科学;技术用语是否准确,符号是否统一,图表图纸是否完备、整洁、正确,引文是否规范;2.文字是否通顺,有无观点提炼,综合概括能力如何;3.有无理论价值或实际应用价值,有无创新之处。综合评 价张陈同学毕业设计立论正确,论述充分,结构严谨;具有较强的的文献查阅、资料综合归纳整理能力,能在设计中熟练运用所学知识,设计方案合理可行,论文质量一般,图纸完整。同意参加答辩。评阅人: 2014年5月 日湘潭大学兴湘学院毕业论文(设计)鉴定意见学号: 2010963136 姓名: 张陈 专业: 机械设计制造及其自动化 毕业论文(设计说明书) 70 页 图 表 8 张论文(设计)题目: R210LC-7挖掘机液压系统测试系统设计 内容提要:液压挖掘机技术的发展是和液压技术的发展相辅相成的,其一是液压系统是液压挖掘机的技术基础和重要的关键组成部分,其二是挖掘机技术的发展要求又液压技术的进步和提高指导教师评语张陈同学在本次毕业设计过程中,态度端正,并对毕业设计任务作了深刻的理解与分析,查阅了非开挖水平钻机的相关资料,能够清楚了解工作装置主要构件的种类与连接方式,并对其进行了分析,绘制了二维三维图纸,具备一个机械专业学生所应该有的的机械设计知识。设计说明书书写认真,条理清晰,观点明确,具有一定的文本撰写能力与外文文献翻译能力。建议成绩评定为:同意答辩。指导教师: 年 月 日答辩简要情况及评语根据答辩情况,答辩小组同意其成绩评定为: 。答辩小组组长: 年 月 日答辩委员会意见根据答辩情况,答辩小组同意其成绩评定为: 。答辩委员会主任: 年 月 日目 录摘 要1第一章 绪论21.1本课题研究的背景和意义21.2国内外发展现状41.2.1国内发展现状41.2.2国外发展现状71.3本课题主要技术的研究方法91.3.1 传感器技术91.3.2信号采集与处理技术101.3.3数据通讯技术12第二章 液压挖掘机工作装置的液压系统14 2.1液压挖掘机工作装置的结构组14 2.2液压挖掘机工作装置的工作特点14 2.3液压挖掘机的液压系统16 2.3.1液压挖掘机的液压系统的要求16 2.3.2 液压挖掘机的液压系统的类型17 2.3.3液压挖掘机的液压系统17第三章 液压挖掘机测试系统的硬件结构213.1测控系统的硬件总体构架213.2测试装置具体实现方式及元器件选型213.3测试系统的信号调理253.4数据采集及控制输出26第四章 基于虚拟仪器的测试系统28 4.1虚拟器概述28 4.1.1虚拟器简介28 4.1.2虚拟器的硬件系统29 4.1.3虚拟器的软件系统30 4.2 LabVIEW介绍31 4.3虚拟仪器及LabVIEW在控制中的应用32 4.4基于虚拟仪器的控制系统的结构34 4.5控制回路的定时35第五章 液压挖掘机测控系统的软件设计365.1应用软件的模块设计365.2液压测试系统软件的编程39结 论40致 谢41参考文献42外文资料原文43外文资料译文51摘 要液压挖掘机工作装置的控制是实现自动挖掘的关键技术,由于挖掘机工作装置的结构存在时变性、液压系统的非线性,增加了工作装置理论建模的难度,加之工作环境恶劣,工况多变,挖掘时土壤的不确定性,使得很难得到完善的控制策略,对挖掘机工作装置的控制成为挖掘机机器人化,实现自动挖掘研究的热点。液压挖掘机工作装置存在的非线性、时变性、工况的复杂性,其控制难度大,目前的研究都还处于实验室阶段,对各种的理论建模、控制策略需要进行进一步的实验研究。本文针对实验用挖掘机工作装置控制的测试系统,首次引入虚拟控制仪的手段来构建液压挖掘机的实验测控系统,通过虚拟仪器开发平台LabVIEW开发虚拟控制仪实现测控系统的数据采集、控制运算、控制输出;利用LabVIEW开发友好的用户界面实现对工作装置液压系统的压力,液压缸的位置,温度,流量直观显示,直观的观察到液压挖掘机工作装置测控系统的运行情况,改变虚拟控制仪的软件即可对各种建模和控制策略进行实验研究。 关键词:液压挖掘机 工作装置 LabVIEW 测试系统AbstractDevelop excavator control and measure system based on LabVIEW. The control of an excavator is difficult from the standpoint of the following problems: parameter variations in mechanical structures, various nonlinearities in hydraulic actuatous and disturbance due to the contact with the ground.Apply NI LabVIEW to control and measure excavator hydraulic system, and monitor flaw,pressure,temperature and position of actor cylinders.The control strategy and algorithm are simulate using MATLAB control system toolboxes, MATLAB Script is directly transplanted into LabVIEW,and the physical simulation of excavator is accomplished.Key words: excavator;working device;LabVIEW;Measurement and control71第一章 绪论1.1本课题研究的背景和意义随着近年来我国国民经济的快速发展以及实施西部大开发战略的机遇,工程机械在各种工程建设领域中所起的作用越来越明显,液压挖掘机作为主流的工程机械产品,以其应用广泛、使用灵活、工作效率高而愈来愈被人们所重视。液压挖掘机是目前土方开挖的最主要施工机械,在交通、建筑、能源、矿山、水利、港口等工程领域发挥重要作用,一台1液压挖掘机挖掘级土壤时,每班生产率大约相当于300-400 工人一天的劳动生产率。由于液压挖掘机具有多品种,多功能。最近几年的统计表明,液压挖掘机是整个工程机械行业中产销量最大、增长率最高的产品之一。到2006 年国内挖掘机生产企业包括合资和外资企业销量总和接近5 万台,同时我国进口挖掘机数量也极为庞大,据统计,2006 年111月,仅广州口岸就累计进口挖掘机17,000 台(近几年挖掘机销量统计见表1.1)年份1999200020012002200320042005200620072008销量(台)611481111239719710339823361433862496256879176898表1.1 挖掘机年销售统计液压挖掘机是功能最典型、结构最复杂、用途最广泛的工程机械之一。作为工程机械的主流产品,它在工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程、矿山采掘以及军事工程等施工中起着极为重要的作用。然而,随着人类活动领域的拓展,对作业质量的提高和对人的工作环境的挑剔,这些领域存在的一些问题愈来愈不容忽视:作业的劳动强度较大,在进行挖掘操作时,操作者需要在视觉和听觉的基础上,依靠经验知识进行推理以对挖掘过程进行控制和监视,体力和脑力消耗极大;工作环境恶劣,常常伴随有强烈的振动、噪音和尘埃,有时甚至面临塌方、辐射、爆炸以及化学物等威胁。液压挖掘机技术的发展是和液压技术的发展相辅相成的,其一是液压系统是液压挖掘机的技术基础和重要的关键组成部分,其二是挖掘机技术的发展要求又液压技术的进步和提高。液压挖掘机是结构复杂、功能强大、用途广泛的工程机械,它的典型工作过程基本是模仿人类动作,其铲斗、斗杆、动臂和回转动作,极象人的手腕、小臂、大臂和扭腰动作。如此复杂的机械手式的动作的实现是和液压传动的技术密切相关的,现代挖掘机的液压系统非常复杂,除了基本传递功率的功能外,还负责很多的操纵控制。液压系统性能的优劣决定着挖掘工作性能的高低,目前液压传动与控制的许多先进技术都体现在挖掘机上。因此对其液压系统的设计既可以学习到更先进的液压技术巩固所学的知识,又符合时代的步伐。液压挖掘机的状态测试技术经过近几十年的发展,已经产生了一些较为成熟的理论方法和研究成果,根据测试逻辑和诊断算法形式的变化,我们可以将其发展过程分为三个阶段:一、 电子液压单元测试模式80年代初,液压挖掘机的发展趋向于电子液压单元监控,其显著标志是采用传感器电子控制单元与液压驱动执行机构相结合的模式,取代传统的液压机械控制的模式,大大提高了整机的性能。例如CAT公司在其200E以上的液压挖掘机上采用了电子监控报警系统,在机器原有结构不变的情况下,使其综合工作效率、维护成本、运行周期以及使用寿命等产生了显著变化,而这种模式的成本较传统模式没有大的变化,从而使液压挖掘机的性能价格比明显提高。该模式下的电子监控系统采用的是开关量传感器配合专用大规模集成电路,监控逻辑与故障诊断逻辑以并行的形式集成在大规模集成电路芯片中。该形式的优点是结构简单、稳定性好、监控结果直观及抗干扰能力强,缺点是使用的线束较多,涉及各部件之间的复合控制难以进行,传感器资源没有充分利用。二、电子液压集成测试模式90年代以来,液压挖掘机的电子监控程度进一步提高,逐渐演变到集成电子液压监控模式,使操作者的劳动强度和机器的效率及能耗得到进一步改善。例如各大公司在新产品系列上普遍采用的微电脑集中监测控制系统,是在大型挖掘机全液压控制的基础上嵌入了双微处理器单元,简化了原有的液压控制机构和控制逻辑,使操作稳定性、准确性达到更高的水平。该模式下的电子监控与故障诊断系统采用的是连续量传感器配合通用微处理器和专用电子电路,监控逻辑与故障诊断逻辑以程序的形式串行的存储在程序存储器中。运行时监控参数反映的状态信息量大,监控与故障诊断可以定量进行,故障分析辨识较全面,可以自动存储数据,以备联机通讯,进行深人的数据分析。三、全新的电子液压测试模式随着电子、计算机及通讯技术的飞速发展和融合,以及现代化施工管理现场的要求,希望以最佳的设备、物料和人员配置来实现工程的质量和工期。因此,对液压挖掘机的运行、维护、保养和状态等参数要实时管理,实施的有利技术手段就是在集成电子液压模式的基础上嵌入卫星通讯管理模块(卫星数据传输、GPS定位管理)和自动操纵模块(VR控制)。从而引领液压挖掘机监控模式进人集管理、监控和自动操纵为一体的全新电子液压监控模式,它是新世纪液压挖掘机的发展方向。在该模式下,电子监控与故障诊断系统采用的是完备的开关量和连续量传感器组配合双处理器中央处理控制单元。监控数据、故障特征信息及控制信号由主处理器进行管理,通讯、显示和数据存储由辅处理器管理。此外,两个处理器相互协调,可以在其中某一个出现问题的情况下,备份数据并接替该处理器的部分工作,使整个系统的可靠性、稳定性及抗冲击能力极强,从而使系统可以长时间运行。1.2国内外发展现状1.2.1国内发展现状国内在液压挖掘机的状态测试系统方面的研究起步较晚,90年代以来,国内的一些挖掘机生产厂家通过合资或引进国外先进技术的方式,经过消化吸收,逐渐开发出自己的检测系统,虽然在性能上与国外相比还有一定的差距,但仍具有较高的技术含量。如长江挖掘机厂已将电子监测技术用于WY160B挖掘机,还与浙江大学合作制成便携/固定两用式液压挖掘机系统监测故障查找装置。该装置以MCS51系列单片机为核心,能实时监测液压、动力、电气及其他部分的共计16路运行状态参数,在液晶显示屏上显示出10路模拟量和频率量参数具体值,当检测到故障信息时,根据装置内的故障经验库即可大致推出故障部位,并有声、光、图同时报警能力。贵州詹阳开发的具有90年代先进水平的WDKX电子监控系统,借鉴了国外先进挖掘机电子监控系统的技术,可在线监控挖掘机系统的工作状况,系统的主要技术参数在大屏幕液晶显示屏上一目了然。当挖掘机出现异常状况时,WDKX电子监控系统可向操作者发出声光报警,以使挖掘机操作者和维修人员动态的掌握挖掘机的技术状况,及时准确地排除故障,进而合理、正确、安全地使用挖掘机。上海建筑机械厂和上海同济大学联合开发研制了电子监控装置,它主要是对液压挖掘机的发动机和故障率较高的液压系统进行监测,还可对运行中的十二个重要参数进行检测,以液晶屏幕显示检测结果,对异常运行状态进行简易故障诊断,以十六位汉字形式显示诊断结果,并设八个报警页,分为三个等级进行报警,该装置在作随机试验基础上将投人使用。总而言之,国内的挖掘机液压系统的状态监测处于研发阶段,离实际的应用还有一定的距离,而要实现这些系统的产品化还必须解决一些技术上的问题。所以,虽然目前中国已经成为世界上最大的挖掘机市场和产地之一,但是同时我国挖掘机行业整体水平相对落后,制造工艺水平较低,技术条件差,没有形成关键国产元件的配套体系,目前国内挖掘机行业,从产品技术水平、可靠性、寿命、制造质量与国外挖掘机有较大差距,配套件的质量和可靠性差、使用寿命短,液压元件极少、没有关键元件,系统不能配套。特别是液压元件,还远远没有达到国产配套水平。 我国当前液压挖掘机的研制和改进应该主要着眼于:(1)发动机功率的充分有效利用,通过各种途径使机械多做有效的功,其中包括动力装置与液压系统的最佳匹配,传动效率的提高,回转机构功率的回收,高效液压系统的研究等。(2)铲斗挖掘力的充分发挥,挖掘力大小和有效作用范围是衡量各种液压挖掘机工作能力的重要指标。(3)注重人机工程学的研究,将操控性能的提升和操作舒适性提升作为重要发展目标。(4)重视安全和环保,随着各国法规的不断要求,噪音、排放、安全等指标也越来越重要。此外,加快换装置的多功能化如吊、夹、推、刮、松、挖、装、铣削、拆除、清除和压实等作业也成为方向发展方向。国内挖掘机行业整体发展水平较国外缓慢,在挖掘机液压技术方面的理论还比较薄弱。我国从20 世纪60 年代开始研制液压挖掘机,但到70 年代末,大部分产品与发达国家相比性能仍较落后。在这种情况下,我国通过引进技术(主要是德国和日本挖掘机制造技术)5,使我国挖掘机产品性能得到了一定的提高。但经过将近20 年的发展,与国外相比在技术上仍然落后,产品质量也不稳定,影响了整机的可靠性。进入90 年代以来,国内一些科研院所、大专院校纷纷与挖掘机厂家合作研究机电一体化挖掘机678,如天津工程机械研究所,同济大学浙江大学等分别与合肥矿山机器厂、长江挖掘机厂、广西玉林柴油机厂合作,取得了一些成果。但随着国外先进的挖掘机越来越多地进入国内市场,国产挖掘机与进口挖掘机的性能差别越来越明显。在这种情况下,国内一些挖掘机生产厂除了采取与国外合资的形式外,还积极引进国外先进的液压元件,使国内生产的一些挖掘机技术水平迅速得到提高,但在最新技术研究和应用上与国外相比还存在较大的差距。与国外挖掘机生产商相比较,国内生产厂家技术和研究开发实力还处于弱势地位,为了尽快适应国内挖掘机市场的发展形势,国内挖掘机液压的开发应重点。考虑以下几个方面:1、加快专用液压元件的设计开发,形成自己的配套体系。适应目前行业快速发展的需求。2、提高产品可靠性和寿命,提高整机平均无故障时间,延长维修周期。3、着眼于液压系统与发动机的动力匹配,提高能源利用率。4、着眼于整个系统的研究,5、考虑人机工程学问题,提高操纵舒适性,改善司机工作条件。各个厂家在这个过程中都有一个共同的原因,那就是整个仿制消化过程简单化,仅仅时拆样机,照抄零件,对引进和仿制的产品缺乏系统的领会,没有真正吃透本质。无论是整机、系统还是元件引进,都是急于求成的做出仿制品后就轻易满足,缺乏进一步的技术消化吸收,没有能够转化成自己的技术,不能真正组建自己的引进技术平台,然后继续开发和发展。目前我国的挖掘机企业和其配套元件企业,基本都是低水平的重复生产,基本没有真正的核心技术。在仿制的基础上系统的开发是我们重点的内容,在选用通用元件,搭建成系统之后的后期测试、调试,整改及提出自己系统对元件的专用要求,甚至形成自己的专用元件是非常重要的环节,它甚至可以整整提高一个技术台阶。1.2.2国外发展现状80年代以后,国外逐渐开展了对液压挖掘机状态检测系统的开发研究,经过二十多年的发展,已经取得了较为成熟和完善的技术成果,其中美国、德国、日本和韩国在这方面处于较为领先的地位。美国卡特彼勒公司1978年就研制出用于挖掘机的电子测试系统,目前该公司已有60%以上的产品都配置了该系统,能对机器运行情况进行连续监测。在其近年开发的E系列挖掘机上,还安装了三级报警电子检测系统、功率方式控制器和发动机转速自动控制装置等机电一体化部件,在发动机起动前,该系统可检查设备状况,若有潜在故障则立即向司机报警。在机器运行过程中,可根据不同工况进行三级报警:一级报警时面板上发光二极管闪烁提示故障部位;二级报警时面板上大灯同时亮;三级报警时蜂鸣器同时响,要求司机立刻停车检查。德国O&K公司微电子技术的检测、监控及故障诊断系统在同行业中是较先进的,该公司开发了应用于液压挖掘机的BCS(Board Control System),即状态监视系统,其具体功能如下:1)挖掘机工作期间,各部件参数的显示。该系统的蓝测项目包括发动机燃油油位、机油压力和冷却水温等,而其检测值用数字量或模拟量显示。2)设定参数与实际数值的比较,参数不匹配时报警。若某参数异常或超限,会立即发出音响信号并向司机示出故障信息,同时显示可能引起该故障的原因及可采取的必要措施。提供了在管理方面的6个保养程序,其中4个程序涉及到液压系统、马达、整机以及一般的故障储存记录。用这些程序可以得到正在运行的数值,当出现极限值时发出报警信号和相应的处理文字说明,当将要超出极限值时,也会发出故障报警,该系统可在停机前找出故障源,用计算机提示排除故障,维修人员在故障信号储存记录的帮助下,可知故障源的严重程度及其排除顺序。这种预普系统可对挖掘机采取预防性措施,可在停机前排除故障,因此采取这种总控制系统的电子监测系统可将意外的停机事件减到极少,确保挖掘机正常地进行有效的作业。3)数据传输功能。从BCS监控系统采集的数据可根据需要通过无线电波传送到中央控制室,中控室可调人每台挖掘机的数据,集中安排每台机器的停机时间及需要采取的措施。BCS另一功能是通过卫星与O&K总部进行远程数据传递,这样O&K的液压挖掘机技术将全面向用户开放,及时进行故障检查并完成故障排除。德国德马克公司提供两种不同标准的故障监测和诊断系统。在中小型挖掘机上配备了一套简单的故障诊断系统ETM,这一系统采用数字显示在驾驶室的监控器上向司机显示设备的主要运行状况。安装在设备重要部位上的传感器向监控系统提供30种左右的输人信号,包括故障信号和常规信息。当需要在屏幕上显示正常作业状态下的信息时,可以将常规信息调出。然而当设备一旦发生故障时,故障信息将会立即显示出来并触发声音报警。故障信息可存贮起来便于维修人员存取,并且也可用便携式打印机将故障记录和其它数据打印出来。而在较大型的矿用挖掘机上配备了ECS系统(电子检测系统),ECS系统的监探器可显示设备的常规信息,也能使司机坐在驾驶室内就能对设备的所有性能进行彻底检查,它还允许维修人员进人系统将上次维修以后所出现的所有故障信息记录打印出来进行分析。德国利渤海尔公司开发了液压挖掘机的Litronic系统,该系统是一个由智能化电子元件和功能性液压系统组成的整套系统,具有监测、记录、对比、显示和调节液压挖掘机上所有关键系统的功能,它把柴油机、泵、液压油箱和先导控制系统的传感器的有关工作状态的全部参数传达给监控和控制台,所出现的干扰和与理论状态的偏差及电子系统中的错误作为错误代码在显示器上显示并储存下来,它通过光学和声响显示工作状态,将自动保护装置在到达超载状态时断开传动机构。日本小松公司在PC5系列挖掘机上采用了电子监测系统,可监视发动机机油压力、冷却水温度、充电、冷却水液面高度及燃油油面高度等,发现异常时可进行声光报警。同时该公司在PC7系列挖掘机上内置车辆自诊断的高质量健康诊断系统EMMS,该系统具有异常检查功能、保养履历记忆功能和故障履历记忆功能,并采用多功能彩色监控器进行显示和操作。日本日立公司在EX系列液压挖掘机上安装了电子监测系统,可对挖掘机40种以上的作业状态进行瞬时检测,包括发动机机油压力、冷却水温度、燃油油位、液压油油位、空滤器堵塞、发动机转速、液压流量和所有电气系统,并具备报警功能。日立ZAXIS系列挖掘机将前所未有的功能与尖端IT技术融为一体,引导工程领域的发展趋势。新开发的信息控制器可以记录和存储机器的工作情况(操作记录、柱状图、报警记录、故障记录、累积记录等),并由服务人员通过专用掌上电脑PALM从信息控制器ICX中读取数据,这种方式可以降低成本,并进行复杂的故障分析,也便于进行维修及备件管理、打印、报表等。韩国大宇DH型挖掘机的电子监控与报警系统由仪表盘、仪表、报警灯、蜂鸣器以及传感器等组成。挖掘机工作过程中,该系统通过各种传感器获取设备的各种运行状态信息,经快速信息处理后在仪表盘上显示出结果来,在设备工作不正常的情况下,通过仪表盘上的报警灯和蜂鸣器及时通知驾驶员,从而避免了事故的发生。1.3本课题主要技术的研究方法作为以多任务实时处理为应用背景的液压挖掘机状态监测系统的开发研究,是一个相当复杂的过程,其中涉及到各学科理论的交叉以及各相关技术的融合问题,下面将介绍其关键技术的研究现状。1.3.1 传感器技术随着社会的进步,科学技术的发展,特别是近20年来,电子技术日新月异,计算机的普及和应用把人类带到了信息时代,各种电器设备充满了人们生产和生活的各个领域,相当大一部分的电器设备都应用到了传感器件,传感器技术是现代信息技术中主要技术之一,在国民经济建设中占据有极其重要的地位。 人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感官来感知外界的信息,感知的信息输入大脑进行分析判断(即人的思维)和处理,再指挥人作出相应的动作,这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的本能。利用电子仪器特别象计算机控制的自动化装置来代替人的劳动,那么计算机类似于人的大脑,而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不足够的,中央处理系统也还需要它们的“五官”即传感器。 在工农业生产领域,工厂的自动流水生产线,全自动加工设备,许多智能化的检测仪器设备,都大量地采用了各种各样的传感器,它们在合理化地进行生产,减轻人们的劳动强度,避免有害的作业发挥了巨大的作用。在家用电器领域,象全自动洗衣机、电饭褒和微波炉都离不开传感器。医疗卫生领域,电子脉博仪、体温计、医用呼吸机、超声波诊断仪、断层扫描(CT)及核磁共振诊断设备,都大量地使用了各种各样的传感技术。这些对改善人们的生活水平,提高生活质量和健康水平起到了重要的作用。在军事国防领域,各种侦测设备,红外夜视探测,雷达跟踪、武器的精确制导,没有传感器是难以实现的。在航空航天领域,空中管制、导航、飞机的飞行管理和自动驾驶,仪表着陆盲降系统,都需要传感器。人造卫星的遥感遥测都与传感器紧密相关。没有传感器,要实现这样的功能那是不可能的。 此外,在矿产资源、海洋开发、生命科学、生物工程等领域传感器都有着广泛的用途,传感器技术已受到各国的高度重视,并已发展成为一种专门的技术学科。 1.3.2信号采集与处理技术在测试系统中,把被检测对象的信号送入微机中进行处理,或者将微处理器中的控制信号输出,对受控对象进行控制,被测量的信号要经过多次的变换或反变换,每次变换都具有一定的目的。传感器是被测信号的第一次变换,它是将非电量信号变换为电信号,为了将它输人到微机中进行实时处理,需要再进行滤波、放大、变换成标准的电平信号送给A/D转换器进行第二次变换,模拟的电信号量就转换成数字量,送人微型机中,以便对其作进一步的处理。信号采集与处理系统的功能就是完成信号的变换和反变换,它又包括输人信号处理电路和输出信号处理电路两部分。1.输入信号处理电路输入信号处理电路是微处理器与外界联系的通道。输入信号处理电路的一部分(数字信号输入通道)用于接收数字信号;输入信号处理电路的另一部分(模拟信号输入通道)用于接收和转换各种传感器输入的模拟信号;输入信号处理电路的第三部分用于与其它计算机控制系统进行通讯联系,信号形式为脉冲数字信号;输入信号处理电路的第四部分用于接收诊断触发信号,也是脉冲数字信号。图1-1 模拟信号输入通道模拟信号输入通道 (图1-1 )的作用是将传感器产生的模拟信号转换为数字信号后输入单片机,其组成部分包括滤波器、放大器、采样保持器和模数转换器等。硬件滤波器往往设置在放大器之前,其作用是预先抑制部分干扰噪声,以免和有用信号一起被放大,可以有效地提高信噪比。经过滤波处理的电压或电流信号较低(电压为040mv),因而使用放大器将这些信号转变为适合模数转换器处理的标准信号,即电压输出为05V,电流输出为4-20mA,以提高模拟信号测试精度。由于各传感器产生电压或电流的满量程是不相等的,既可以对每个传感器配以不同增益的放大器,也可以采用可编程放大器,将预先确定的对于不同信号的增益以数字量的形式存储于存储器中,当微处理器输入某一路信号时,将对应的放大器增益从存储器中取出,经数据总线送入可编程放大器相应的端节点,使该路信号按照设定的增益进行放大。在进行多路模拟量输入时,不必对每个模拟输入量都单独配置一个模数转换器,可以使多个模拟输入量共用一个模数转换器,多路选择开关的作用就是将每一路模拟输入量轮流与模数转换器接通。测试系统输入的数字信号并不能直接由单片机进行处理,还需要通过数字信号输入通道进行电平转换和抗干扰等处理,即将输入的数字信号转换为低电平以及经过光电隔离后,才能被单片机接受。2.输出信号处理电路输出信号处理电路的作用是联系协调单片机和执行器,执行器控制信号既有模拟信号,也有数字信号,而由微处理器产生的控制信号都是数字信号,因此输出信号处理电路分为模拟信号输出通道和数字信号输出通道。模拟信号输出通道的作用是将微处理器产生的数字控制信号转变为能够控制模拟执行器的模拟控制信号。模拟信号输出通道主要由数模转换器、多路选择开关和采样保持器等组成。数模转换器的作用是将微处理器产生的数字信号转换为模拟信号,它有并行和串行两种转换方式。并行转换方式就是将处理器产生的控制信号同时送人模数转换器,并行转换具有转换速度快的优点;串行转换就是将微处理器产生的控制信号以一系列脉冲信号顺序送人模数转换器,串行转换方式的速度较慢。数字信号输出通道的作用是将微处理器产生的数字控制信号传输给由数字信号控制的执行器。数字信号输出通道有由微处理器输出接口直接控制执行器、通过半导体开关管控制执行器和通过继电器控制执行器等方式。1.3.3数据通讯技术智能仪器与智能仪器之间,智能仪器与计算机之间在实际的测量和控制过程中,需要不断地进行各种信息的交换和传播(即数据通讯)。数据的通讯一般都采用标准总线的形式,如GP-IB,RS-232,RS-422等。GP-IB又称为通用目的接口总线或仪表总线。GP-IB标准定义,16线连接系统,允许连接15台装置相互通讯,数据传输协议为位并行/字节串行方式,最高速率为1M字节,实际使用为110K字节。由于GP-IB在抗干扰能力及传输距离等方面的限制,它只适用于试验室环境。RS-232是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现,一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口,分别称为 COM1 和 COM2。其示意图如图1-2所示:图1-2 RS-232串行通信标准当通信对象之间相距很远时,通常采用串行数据传送方式,它不仅节省硬件,而且可使用现在存在的通道(如电话、电报等)。故在分散型监控系统、计算机终端中广泛使用了串行数据传送,如智能仪表与上位机、微型化仪表与CRT间的数据通讯均可采用这种方式。RS-232用得最多的一种串行通讯标准。随着信息技术的发展,在电子监控网络不同层次间传递的数据信息已变得越来越复杂,对于系统网络在开放性、互连性等方面提出了更高的要求。目前发展起来的现场总线技术和以太网用于电子监控技术是系统网络新的焦点,将会给现代电子监控带来新的活力和重大变革。现场总线是一种工业数据总线,它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备之间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。而作为计算机网络主流技术的以太网虽然实时性和抗干扰性能较差,但在技术上可以满足带宽、性能通信协议等方面更高的要求,所以必将成为电子监控网络发展的又一热点。第二章 液压挖掘机工作装置的液压系统2.1液压挖掘机工作装置的结构组液压挖掘机的作业过程是以铲斗的切削刃(通常装有斗齿)切削土壤并将土装入斗内。斗装满后提升,回转到卸土位置进行卸土。卸完后铲斗再转回并下降到挖掘面进行下次挖掘。当挖完一段土后,机械移位,以便继续工作。挖掘机为了实现上述周期性作业动作部分:工作装置、回转机构、动力装置、传动操作机构,行走装置和辅助设备。这里主要对工作装置的反铲装置进行分析。反铲装置是中小型液压挖掘机的主要工作装置。目前广泛应用的斗容量在1.6m3以下。它由斗杆油缸、斗杆、动臂、铲斗油缸、动臂油缸、摇杆、连杆和铲斗组成图2-1,其构造特点是各部件之间的联系全部采用铰接,动臂下铰点铰接在转台上,利用动臂油缸的伸缩,使动臂绕动臂下铰点转动,依靠斗杆油缸使斗杆绕动臂的上铰点摆动。而铲斗铰接于斗杆前端,并通过铲斗油缸和连杆使铲斗绕斗杆前铰点转动。为增大铲斗转角,通常以连杆机构与铲斗连接。从而通过油缸的伸缩来实现挖掘过程中的各种动作。图2-1液压挖掘机工作装置的结构图2.2液压挖掘机工作装置的工作特点反铲工作装置是液压挖掘机的一种主要工作装置,如图2.1所示。液压反铲工作装置一般由动臂c.动臂液压缸h.斗杆液压缸g.斗杆b.铲斗液压缸f.铲斗a.连杆i.和摇杆j等组成。其构造特点是各机构之间全部采用铰链连接,并通过改变各液压缸行程来实现挖掘过程中的各种动作。动臂1得下铰点与回转回转平台铰接,并以动臂液压缸h来支撑动臂,通过改变动臂液压缸的行程即可改变动臂倾角,实现动臂的升降。斗杆4铰接于动臂的上端,可绕铰点转动,斗杆与动臂的相对转角由铲斗液压缸f控制,当斗杆液压缸伸缩时,斗杆即可绕动臂上铰点转动。铲斗a则铰接于斗杆b的末端,通过铲斗液压缸f伸缩来使铲斗绕铰点转动。为了增大铲斗转角,铲斗液压缸一般通过连杆机构(即连杆i和摇杆j)与铲斗连接。液压挖掘机反铲工作装置主要应用于挖掘停机面以下的土壤,如挖掘沟壕.基坑等,其挖掘轨迹取决于个液压缸的运动及其组合。动臂液压缸主要应用于调整工作装置的挖掘位置,一般不单独直接挖掘土壤;斗杆挖掘可挖掘较大的行程,但挖掘力小一些。转斗挖掘的行程较短为使铲斗在转斗挖掘结束时装满铲斗,需要较大的挖掘力以保证能挖掘较大厚度的土壤,以此挖掘机的最大挖掘力一般是由铲斗液压缸实现的。由于挖掘力大且挖掘行程短,以此转斗挖掘可用于清除障碍或提高生产率。在实际工作中,熟练的液压挖掘机操作人员可根据实际情况,合理操作各个液压缸,往往是各个液压缸联合工作,实现最有效的挖掘作业。例如,挖掘基坑是由于挖掘深度较大,并要求有较陡而平整的基坑壁,则采用动臂和斗杆同时工作;当挖掘基坑底时,挖掘行程将结束,为加速装满铲斗,或挖掘过程中调整切削角时,则需铲斗液压缸和斗杆液压缸同时工作。ij bhe gfa c d图2. 1液压挖掘机的结构及运动示意a铲斗;b斗杆;c动臂;d回转机构;e行走机构;f铲斗液压缸; g斗杆液压缸;h动臂液压缸;i连杆; j摇杆;l一动臂升降;2一斗杆收放:3一铲斗装卸;4一转台回转:5一整机行走2.3液压挖掘机的液压系统2.3.1液压挖掘机的液压系统的要求按照挖掘机工作装置和各个机构的传动要求,把各种液压元件用管路有机地连接起来的组合体,称为挖掘机的液压系统。其功能是,以油液为工作介质,利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送,然后通过液压缸和液压马达等将液压能转返为机械能,实现挖掘机的各种动作。液压挖掘机的动作复杂,需要机构经常启动、制动、换向、负载变化大,冲击和振动频繁,而且野外作业,温度和地理位置变化大,因此根据挖掘机的工作特点和环境特点,液压系统应满足如下要求:1)要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作,也可以互相配合实现复合动作。2)工作装置的动作和转台的回转既能单独进行,又能作复合动作,以提高挖掘机的生产率。3)履带式挖掘机的左、右履带分别驱动,使挖掘机行走方便、转向灵活,并且可就地转向,以提高挖掘机的灵活性。4)保证挖掘机的一切动作可逆,且无级变速。5)保证挖掘机工作安全可靠,且各执行元件(液压缸、液压马达等)有良好的过载保护;回转机构和行走装置有可靠的制动和限速;防止动臂因本身的自重而过快下降和整机超速溜坡。因此,挖掘机液压系统应做到:1)有高的传动效率,以充分发挥发动机的动力性和燃料使用经济性。2)液压系统和液压元件在负载变化大、急剧的振动冲击作用下,具有足够的可靠性。3)调协轻便耐振的冷却器,减少系统总发热量,使主机持续工作时液压油温不超过80度,或温升不超过45度。4)由于挖掘机作业现场尘土多,液压油容易被污染,因此液压系统的密封性能要好,液压元件对油液污染的敏感性低,整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。5)采用液压或电液伺服操纵装置,以便挖掘机设置自动控制系统,进而提高挖掘机技术性能和减轻驾驶员的劳动强度。2.3.2 液压挖掘机的液压系统的类型按液压泵特性,液压挖掘机采用的液压系统大致上有定量系统、变量系统两种类型。1)定量系统在液压挖掘机采用的定量系统中,其流量不变,即流量不随负载而变化,通常依靠节流来调节速度。根据定量系统中油泵和回路的数量及组合形式,分为单泵单回路、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系统等。2)变量系统在液压挖掘机采用的变量系统中,是通过容积变量来实现无级调速的,其调节方式有三种:变量泵定量马达调速、定量泵变量马达调速、变量泵变量马达调速。液压挖掘机采用的变量系统多采用变量泵定量马达的组合方式实现无级变量,且都是双泵双回路。根据两个回路的变量有无关联,分为分功率变量系统和全功率变量系统两种。其中的分功率变量系统的每个油泵各有一个功率调节机械,油泵的流量变化只受自身所在回路压力变化的影响,与另一回路的压力变化无关,即两个回路的油泵各自独立地进行恒功率调节变量,两个油泵各拥有一个发动机输出功率;全功率变量系统中的两个油泵由一个总功率调节机构进行平衡调节,使两个油泵的摆角始终相同,同步变量、流量相等。决定流量变化的是系统的总压力,两个油泵的功率在变量范围内是不相同的。其调节机构有机械联动式和液压联动式两种形式。2.3.3液压挖掘机的液压系统单斗液压挖掘机的工作装置、行走机构、回转装置等均采用液压驱动,其液压系统如图2-3所示。图2-3单斗履带式挖掘机液压系统挖掘机液压系统采用双泵双向回路定量系统,由两个独立的回路组成。所用的油泵为双联泵,分为A、B两泵。八联多路换向阀分为两组,每组中的四联换向阀组为串联油路。油泵A输的压力进入第一组多路换向阀,驱动回转马达、铲斗油缸、辅助油缸,并经中央回转接头驱动右行走马达。该组执行元件不工作时油泵A输出的压力油经第一组多路换向阀中的合流阀进入第二组多路换向阀,以加快动臂或斗杆的工作速度。油泵B输出的压力油进入第二组多路换向阀,驱动动臂油缸、斗杆油缸,并经中央回转接头驱动左行走马达和推土板油缸。液压系统中两组多种换向阀均采用串联油路,其回油路并联,油液通过第二组多路换向阀中的限速阀流向油箱。限速阀的液控口作用着由梭阀提供的A、B两油泵的最大压力,当挖掘机下坡行走出现超速情况时,油泵出口压力下降,限速阀自动对回油进行节流,防止溜坡现象,保证挖掘机行驶安全。在左、右行走马达内部除设有补油阀外,还设有双速电磁阀,当双速电磁阀在图示位置时马达内部的两排柱塞构成串联油路,此时为高速;当双速电磁阀通电后,马达内部的两排柱塞呈并联状态,马达排量大、转速降低,使挖掘机的驱动力增大。为了防止动臂、斗杆、铲斗等因自重而超速降落,其回路中均设有单向节流阀。另外,两组多路换向阀的进油路中设有安全阀,以限制系统的最大压力,在各执行元件的分支油路中均设有过载阀,吸收工作装置的冲击:油路中还设有单向阀,以防止油液的倒流、阻断执行元件的冲击振动向油泵的传递。单斗液压挖掘机除了主油路外,还有如下低压油路:1、排灌油路。将背压油路中的低压油,经节流降压后供给液压马达壳体内部,使其保持一定的循环油量,及时冲洗磨损产物。同时回油温度较高,可对液压马达进行预热,避免环境温度较低时工作液体对液压马达形成“热冲击”。2、泄油回路。将多路换向阀和液压马达的泄漏油液用油管集中起来,通过五通接头和滤油器流回油箱。该回路无背压以减少外漏。液压系统出现故障时可通过检查泄漏油路滤油器,判定是否属于液压马达磨损引起的故障。3、补油油路。该液压系统中的回油经背压阀流回油箱,并产生0.8-1.0MPa的补油压力,形成背压油路,以便在液压马达制动或出现超速时,背压油路中的油液经补油阀向液压马达补油,以防止液压马达内部的柱塞滚轮脱离导轨表面。 该液压系统采用定量泵,效率较低、发热量大,为了防止液压系统过大的温升,在回油路中设置强制风冷式散热器,将油温控制在80以下。实现自动控制的液压系统包括油泵、电磁比例先导阀、多路换向阀和液压缸等如图2-4所示。电磁比例阀控制多路换向阀中阀芯的位移,从而推动动臂、斗杆和铲斗液压缸动作,使整个工作装置运动。图2-4挖掘机工作装置液压系统的原理图第三章 液压挖掘机测试系统的硬件结构3.1测控系统的硬件总体构架 液压挖掘机综合测试系统主要测试数据有:10路温度信号(泵进油口、泵出油口、泵回油口、主阀出油口、主阀回油口、主阀壳体、油箱、散热器进油口、散热器出油口、散热器保护阀回油口);9路压力信号(2路主泵压力、2路主阀工作油口、2路负流量反馈压力、1路先导泵出口、1路先导手柄输出压力、1路散热器背压);4路低压流量信号(1路主阀回油总流量、1路散热器保护阀回油流量、1路散热器冷却流量、1路泵回油流量)。3.2测试装置具体实现方式及元器件选型传感器包括温度传感器、压力传感器和流量传感器。分别对液压系统的流量、温度以及驱动液压缸的压力进行检测,并通过信号调理后送入数据采集卡进行D/A转化将信息传递给控制控制计算机。压力传感器能提供与压力成比例的电压信号,经采样后送入测控计算机。各流量传感器、温度传感器、压力传感器的数据送入测控计算机进行实时显示检测系统的工作。传感器是摄取信息的关键器件,它与通信技术和计算机技术构成了信息技术的三大支柱,是现代信息系统和各种装备不可缺少的信息采集手段,也
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