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  现代小型挖掘机技术的发展趋势

  纵观挖掘机发展史,在技术上大致经历了三次飞跃,第一次是柴油机的出现,使挖掘机有了较理想的动力装置第二次是液压技术的广泛应用,使挖掘机的传动方式更趋合理第三次是控制技术的广泛应用,使小型挖掘机的控制系统日益完善,并向着自动化、智能化方向发展。基于小型挖掘机的常规静态强力掘削方式现状,今后对液压挖掘的研究与发展仍将着力于对其控制系统的完善和高精度液压控制元件的制造。
现代小型挖掘机技术的发展趋势
  机电液一体化技术在小型挖掘机上的应用范围越来越广泛。根据已有的研究,可以预测,未来的一年中,其发展进程大致将经历以下阶段①机器工作状态及安全性的电子自动监控。②局部操作控制的自动化。③在操作者可以控制下的整机完全化。④实现恶劣、危险环境下的无人化操作。

  目前,先进的小型挖掘机已经达到第二阶段,机电液一体化技术将进一步向前发展,将实现第三阶段的整机完全自动控制并实用化目标。电子一液压集成控制为当前主要研究目标电子控制技术与液压控制技术相结合的电子一液压集成控制技术近年来获得了巨大发展,现代小型挖掘机国外先进产品在各功能部件的自动控制和各功能部件的联合控制方面己趋成熟,现在的研究重点是实现整机的电子一液压集成控制,其优点在于

  ①提高系统可靠性。小型挖掘机作为在较恶劣环境下持续工作的施工设备,各功能部件都会受到恶劣环境的影响,而作为控制系统中必不可少的线束和液压管路将会分布到机器的很多部分,这将成为系统不稳定的一个重要因素。而采用电子一液压集成控制,既能保证控制功能,又能有效提高系统可靠性。

  ②扩展了系统功能。电子一液压集成控制的调整控制单元是根据通用标准设计的,其功能及完成的具体任务是由控制中心的微处理器决定并控制的,通常微处理机中可存储多套功能控制方案,以适应不同结构功能的控制要求。变换机器的功能只需调换相应的执行机构,选择相应的控制形式即可。

  ③为系统维护和现代化的管理奠定了坚实的基础。由于电子一液压集成控制对整机各功能部件的主要参数进行实时监控,且本身具备自适应能力与故障诊断能力,使机器的维护十分方便,借助于通讯接口可以和工程管理系统进行数据交流,便于现代管理,从而延长机器寿命,提高生产率。当然,虚拟现实技术的实现仍有不少关键技术有待研究,如位置辨识技术方向控制技术、作业对象外观认识技术、遥控和无人驾驶技术等。
现代小型挖掘机技术的发展趋势
  人机工程与外观造型技术

  随着小型挖掘机功能的日益完善,操作者对现代施工设备的要求越来越高,在挖掘机性能稳定完善的情况下,舒适的操作性能和完美的外观造型已经成为他们看中的一个重要品质。因此,在进行产品研发过程中,在满足产品性能的前提下,必须充分运用人机工程学知识和外观造型技术。但是,由于产品的使用者有年龄、国别、地区、性别的不同,人体尺寸也随之变化,为使研发的产品符合使用者的要求,设计人员应当首先明了产品的使用范围,然后参考有关的人体尺寸来确定产品造型设计在人体工程学方面的原始形态和原始设计尺寸。在外观造型技术方面,可以利用三维造型软件如,对所设计的产品进行外观造型分析,提前显现所设计的产品外形,从而可以大大减少设计过程中隐藏在产品中的缺陷。在众多的挖掘机产品互相竞争,而在产品性能方面谁也不具备太多优势的今天,注重产品的人机工程内涵和外观造型,将不失为提高现有产品竞争力的有效手段。
现代小型挖掘机技术的发展趋势
  综上所述,国内外小型挖掘机技术的研究与发展主要致力解决个方面的问题①改进动力、传动系统,优化动力匹配,达到高效节能,提高机器的生产率和降低工作损耗,减少环境污染。②实现局部操作控制自动化到整机完全自动化甚至智能化。③改善操作者的劳动条件和操作安全性。但其技术成果主要是基于常规的静态强力切削方法,而非新型掘削方法的研究,针对小型挖掘机掘削方式的创新及其相关系统的深入应用,在本研究前未见详细资料报道。


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