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浅谈小型挖掘机电气系统的基本构成及设计
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毕业设计（论文）-小型挖掘机液压系统设计
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友情链接/links小型液压挖掘机单杆操作系统的研究--《西北农林科技大学》2008年硕士论文
小型液压挖掘机单杆操作系统的研究
【摘要】：
小型液压挖掘机是一种广泛应用于城乡建设的工程机械。传统型的小型液压挖掘机的作业过程是多机构协调动作的过程,需要进行动臂、斗杆、铲斗的多杆复合操作,要求驾驶员有较丰富的操作经验,为了提高机器的操纵性,降低驾驶员的劳动强度,使操作更简便、更好地完成工作的需要,针对小型液压挖掘机复杂的操作系统,研究开发了一种小型液压挖掘机单杆操作系统,对提高其整机性能具有极其重要的意义。
本文首先综述了国内外液压挖掘机的发展现状和趋势,分析了液压挖掘机的机构及工作原理,研究了反铲工作装置结构组成和工作特点;分别对动臂、斗杆和铲斗三部分进行了固定坐标系下的运动分析,得到了相应的运动方程。
在对小型液压挖掘机工作过程和机构运动分析的基础上,提出了单杆操作系统。该控制系统分为硬件和软件两部分,硬件部分由液压系统、传感器部分、控制器部分等组成。硬件设计以单片机MSP430F149为控制核心,采用传感器采集控制所需信息,配以电液控制阀,实现单杆操作的挖掘方式,使操作简便省力并完成挖掘工作。在控制系统硬件设计过程中,完成了液压系统回路设计分析及相关元件的确定、控制器、信号采集器件等的选择;电源模块的设计、最小系统的设计、外围信号采集、功率驱动电路的设计,并且对所有模块作为一个整体进行了论述。在软件设计过程中完成了控制系统的主控制算法的研究,确定了软件结构和组成;确定了采样周期、设计了主控制模块和辅助控制模块滤波模块;为了提高系统运行的稳性,提出了一些系统抗干扰的措施。
本研究在将液压技术和单片机控制相结合,实现小型挖掘机单杆操作方面有一定的创新。
在硬件和软件设计完成的基础之上,提出了本论文的不足之处和有待改进的地方,并对课题进行了展望。
【关键词】：
【学位授予单位】：西北农林科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：TU621【目录】：
ABSTRACT5-9
第一章 绪论9-16
1.1 挖掘机的发展概况9-11
1.1.1 国外挖掘机的发展和现状9-10
1.1.2 国内挖掘机的发展和现状10-11
1.2 挖掘机工作装置单杆控制系统基本组成和关键技术11-14
1.2.1 挖掘机工作装置单杆控制系统基本组成12-13
1.2.2 控制系统的关键技术13-14
1.3 关于小型液压挖掘机工作装置单杆控制系统的开发的应用前景14-15
1.3.1 开发工作装置单杆控制系统的目的和可行性14
1.3.2 工作装置单杆控制系统的主要内容14
1.3.3 本文研究的重点14-15
1.4 本章小节15-16
第二章 小型液压挖掘机的工况和液压系统的工作原理16-20
2.1 小型液压挖掘机的工况16
2.2 小型液压挖掘机的液压系统的工作原理16-19
2.3 本章小节19-20
第三章 液压挖掘机反铲工作装置运动分析20-32
3.1 引言20-21
3.2 液压挖掘机基本组成与工作原理21
3.3 工作装置的运动分析21-31
3.3.1 机构自身几何参数22
3.3.2 动臂的运动22-24
3.3.3 斗杆的运动24-25
3.3.4 铲斗的运动25-28
3.3.5 整机作业范围28-31
3.4 本章小结31-32
第四章 单杆操作系统的硬件设计32-40
4.1 总体方案的设计32-33
4.1.1 系统控制器32-33
4.1.2 信号采集输入元件33
4.1.3 执行元件33
4.2 系统控制器的设计33-35
4.2.1 微控制器的选型33-34
4.2.2 最小系统的开发34-35
4.3 功能模块的设计35-39
4.3.1 电源电路36-37
4.3.2 模拟信号处理电路37-38
4.3.3 功率驱动电路38-39
4.4 本章小节39-40
第五章 单杆操作系统的软件设计40-46
5.1 采样周期的选取40-41
5.1.1 香农采样定理40
5.1.2 采样周期T 的选择原则40
5.1.3 采样周期的选取40-41
5.2 软件的主控制模块41-42
5.3 软件的编制42-45
5.3.1 软件的组成43-44
5.3.2 辅助程序滤波模块44-45
5.4 本章小节45-46
第六章 抗干扰的设计46-50
6.1 电磁干扰及其抑制46-47
6.1.1 接地47
6.1.2 屏蔽47
6.2 程序抗干扰设计47-49
6.2.1 设置运行监视系统47-48
6.2.2 指令冗长技术48
6.2.3 软件陷阱技术48-49
6.3 本章小结49-50
第七章 全文总结及展望50-51
7.1 总结50
7.2 展望50-51
参考文献51-54
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