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1、第 2 章变速箱2.1 变速箱的功用与类型工程机械的动力装置主要采用柴油机，其转矩与转速变化范围较小， 而工程机械的使用情况十分复杂。 为了满足机械在各种工况下的要求，故在传动系统中设置变速箱。2.1.1 变速箱的功用(1) 变速排档，改变发动机和驱动轮间的传动比使机械的牵引力和行驶速度适应各种工况的要求；(2) 实现倒档，使机械能倒退和前进；(3) 实现空挡，在发动机运转和主离合器接合的情况下，使机械停车。2.1.2 变速箱的类型(1) 按变速箱操纵方式分：机械式换挡和动力换挡等变速箱；(2) 按变速箱轴数分：二轴式平面三轴式空间三轴和多轴式等；(3) 按轮系型式分：定轴式和行星式变速箱。2
2、.2 机械式换档变速箱关于机械式换档变速箱的传动机构和操纵机构通过T220型推土机的变速箱为例叙述。2.2.1 T220型推土机的变速箱变速传动机构包括：斜齿轮、啮合套换档；5 个前进档、 4 个倒退档。结构特点：(1) 双金属衬套滑动轴承； (2) 双列球面滚柱轴承和滚柱轴承； (3) 前盖可卸：止口定心、销钉圆周定位；(4) 强制润滑：转向离合器操纵阀来油。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 36 页 - - - - - - - - - 2.2.2 T22
3、0型推土机的变速箱变速操纵机构变速操纵机构组成：(1) 换档机构：用来操纵变速箱的啮合套，挂上或脱开相应的档位。(2) 锁止机构：对变速箱操纵机构的要求，主要由锁止装置来实现。锁止装置包括锁定机构连锁机构互锁机构保险装置。要求：(1) 保证工作齿轮以全齿长啮合；(2) 不能同时换入两个档；(3) 换档后不能自动脱档；(4) 离合器接合时不能换档；(5) 要有防止误换到最高档或倒档的保险装置。图 2-1 T220型推土机变速箱1 轴承座 2 联轴节 3 轴承盖 4 轴承座 5 前盖 6 箱体 7 V档套合器 8 变速箱主轴 9 变速箱副轴 10 变速箱中间轴 11 档套合器 12 档套合器13
4、进退档套合器 14 磁性放油塞 15 压盖 16 轴承盖名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 36 页 - - - - - - - - - 图 2-2 T220型推土机变速箱操纵机构1拔叉轴 2 密封圈 3 轴 4- 油封 5 6滚针轴承 7 定位螺钉 8 盖 9 变速杆10衬套 11 螺栓 12 拔叉室 13 锁定销 14 弹簧 15 16密封圈 17 弹簧 18 进退手柄19进退杆 20 拔叉室上盖 21 销 22 衬套 23 弹簧 24 拔叉轴后座 25
5、、26保险卡 27 止动销 28 五档滑杆 29 进退叉头 30 进退滑杆 31 档滑杆 32 档滑杆 33 塞34连锁杠杆 35 拔叉轴前座 36 销 37 连锁衬套 38 限位板 39 档拔杆 40 拔杆41档拔杆 42 拔叉 43 进退拔叉头 44 拔叉头2.3 行星式换档变速箱行星式动力换档变速箱由简单行星组成。它具有结构紧凑， 传动效率高结构刚度大以及输入和输出为同心轴等优点。缺点是结构复杂制造加工要求高维修拆装不方便等， 相比起来优点还是非常突出。因此，行星式动力换档变速箱在工程机械上的使用越来越广泛。关于行星式换档变速箱的传动机构和操纵机构通过ZL50 装载机的变速箱为例叙述。Z
6、L50 装载机的变速箱工作原理：两个前进档、一个倒档；“三合一”机构。ZL50 装载机的变速箱的液压操纵系统：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 36 页 - - - - - - - - - 功用换档、冷却补偿、压力润滑。图 2-3 为 ZL50 型装载机变矩器变速箱传动件图 2-3 ZL50型装载机变矩器变速箱传动件图 1泵轮 2一级涡轮 2二级涡轮 3 导轮 4- 单向离合器 5 倒档制动器 6 一档制动器7二档闭锁离合器 8 转向泵 9 单向离合器 10
7、 变速箱输入轴 11 二档输入轴图 2-4 为 ZL50型装载机变速操纵阀结构图 2-4 变速操纵阀结构1减压阀杆 2 弹簧 3 弹簧 4- 调压圈 5 蓄能器柱塞 6 垫圈 7 弹簧 8 刹车阀杆9柱塞 10 气阀杆 11 气阀体 12 分配阀杆 13 钢球 14 弹簧 15 单向节流阀 16 螺塞名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 36 页 - - - - - - - - - 第 3 章轮式底盘转向系3.1 概述3.1.1 转向系的功用和组成转向系的功用是
8、操纵车辆的行驶方向，转向系统应能根据需要保持车辆稳定地沿直线行驶，并能按要求灵活地改变行驶方向。根据转向方式的不同， 轮式底盘转向系统可分为偏转车轮转向和铰接式转向两种，按作用原理不用，又可分为机械式和液压式两种。转向式的组成：转向器和转向传动两部分。图 3-1 动力转向系1动力转向回油管总成 2 动力转向液油罐总成 3 动力转向液油罐盖 4- 动力转向泵皮带轮 5 动力转向泵 6 动力转向压力管总成 7 油罐到泵的油管总成 8 转向盘总成 9 综合开关操纵杆总成 10 转向管总成 11 动力转向中间轴总成 12 转向摇臂 13 动力转向器总成 14 转向减震器 15 转向拉杆和横杆的总成3.
9、1.2 对转向系的基本要求转向系对车辆的行驶性能影响很大，直接影响到行车安全， 所以，无论那中转向系必须满足下列要求：(1)转向时各车轮必须作纯滚动而无侧向滑动，否则会增加转向阻力，加速轮胎磨损；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 36 页 - - - - - - - - - (2)操纵轻便；(3)转向灵敏；(4)工作可靠；(5)方向盘至转向垂臂间的传动要有一定的传感可逆性，这样，转向轮就有自动回正的可能性，使驾驶员有“路感” ；(6)结构合理。3.1.2 转
10、向方式轮式机械转向方式可分为偏轮车转向和铰接式转向两大类。(1) 偏转车轮转向 (整体式车驾 ) ：图(a) 为偏转前轮转向；图 (b) 为偏转后轮转向；图 (c) 为偏转前后轮转向。 (a) (b) (c) 图 3-2 各种偏转车轮转向(2) 铰接式转向图 3-3 铰接式转向3.2 转向器转向器的功用是：将方向盘上的作用力和转角以一定的传动比传给转向装置。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 36 页 - - - - - - - - - 转向器的种类很多，通常
11、按传动副的结构形式可分为球面蜗杆滚轮式转向器，循环球式转向器和曲柄指销式转向器。(1) 球面蜗杆滚轮式转向器 : 如图 3-4 图 3-4球面蜗杆滚轮式转向器1 球面蜗杆 2 滚轮 3 转向轴 4 转向器摇臂轴 5 壳体 6 盖7 垫片 8 调整垫片 9 压盖(2) 循环球式转向器：如图3-5 图 3-5 ZL50型装载机循环球式转向器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 36 页 - - - - - - - - - 1 转向轴 2 外壳 3 齿条螺母 4 转向
12、垂臂轴 5 推力轴承 6 挡板 7 阀体 8 阀芯 9柱塞 10 中心弹簧 11 柱塞 12 挡板 13 推力轴承 14 转向垂臂(3) 曲柄指销式转向器：如图3-6 图 3-6 蜗杆曲柄指销式转向器(a) 单销式 (b)双销式1 蜗杆 2 指销 3 锥形轴承 4 曲柄轴3.3 转向传动机构转向传动机构的功用是把转向器的力和运动传动给转向车轮，使车轮偏转以实现车辆转向。转向传动机构包括转向车臂转向纵拉杆转向横拉杆。(1)转向垂臂图 3-7 转向垂臂 1 转向垂臂轴 2 垂臂 3 三角齿花键(2)转向横拉杆名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
13、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 36 页 - - - - - - - - - 图 3-8 转向横拉杆1 接头 2 横拉杆 3 夹紧螺栓 4 弹簧 5 防尘罩 6 球头碗 7 球头销 8 弹簧(3)转向纵拉杆图 3-9 转向纵拉杆1螺母 2 球头销 3 防尘罩 4 螺塞 5 球头碗 6 弹簧 7 限位块 8 黄油嘴3.4 液压动力转向系轮式工程机械由于使用条件十分恶劣，机体沉重轮胎尺寸较大， 又经常行驶在施工的道路上， 转向阻力矩大， 工作要求转向频繁， 若仍使用机械式将难以达到操纵轻便和转向迅速的目的。为了减轻司机的疲劳， 多数工程机械中都采用
14、液压动力转向系统。液压动力转向的工作原理：如图3-10 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 36 页 - - - - - - - - - 图 3-10 液压动力转向原理 1油箱 2 溢流阀 3 油泵 4 量孔 5 单向阀 6 安全阀 7 转向滑阀 8 反作用阀 9 阀体 10 回位弹簧 11 转向螺杆 12 转向螺母 13 纵位杆 14 转向垂臂 15 转向油缸名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
15、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 36 页 - - - - - - - - - 第 6 章多媒体课件制作与说明随着计算机的大批量普及和多媒体技术的发展，运用多媒体上课已逐渐成为一种趋势 ，制作课件的 软件很多，但比较简单、 常用的无疑是 Microsoft Office中 的 PowerPoint( 简称 PPT)。PPT课件制作过过成注意主义的事项：课件的首页要整洁。课件的目录要简洁。对文字的处理应合理。对图片的处理要注意效果。关于音乐、视频、动画的插入要注意技巧。按钮的设置要统一。整体色调、风格要协调。6.1 PPT 课件中实现视音频播放的控制(1)
16、 PPT课件中实现视频播放的控制打开 PowerPoint ，插入视频文件。在询问“幻灯片放映时如何播放此视频”的界面中选择“单击时”，接着则会在窗口中出现一个小的播放框，调整其大小至合适。单击“绘图”工具栏中的“矩形”工具，拖拉出一个矩形框。在此矩形框上单击右键，选择“添加文本”命令，文本内容为“播放”，以它作为控制视频播放的命令按钮。调整好矩形框和文本的大小、颜色等。复制两个，分别命名为“暂停”、“停止”。这样，三个控制按钮就算做好了。当然，你也可以选用其他的形式来制作这三个按钮，比如艺术字、动作按钮等。1). 暂停按钮的实现选中视频播放框， 单击鼠标右键， 在弹出的快捷菜单中选择 “自定
17、义动画”命令。可以看到， 在“自定义动画” 任务窗格中已经有了这个视频的任务格。默认情况下，幻灯片放映时如果单击视频画面，就会暂停。单击有小鼠标的那一格， 会在该格右侧出现下拉按钮，单击，在弹出的下拉列表中选择“计时”命令。在“暂停影片”对话框中，选择“选项卡”，然后在“单击下列对象时启动效果”单选项右侧的下拉列表中选择“矩形2: 暂停”。最后单击“确定”按钮。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 36 页 - - - - - - - - - 移动模架施工介绍
18、图 6-1 移动模架施工介绍2). 播放和停止按钮的实现选中视频的播放框，依次选择“添加效果影片操作播放”命令，可以看到在任务窗格中增加了“播放”项(有一个向右三角箭头的即是) 。同样方法选择“播放影片”对话框的“计时”选项卡，单击“触发器”按钮，然后选中出现的“单击下列对象时启动效果”单选项，并在其右侧的下拉列表中选择“矩形1: 播放”。这样，单击“播放”按钮即可开始视频播放的效果了。“停止”按钮与“播放”按钮的制作方法基本相同，这里不再赘述。(2) PPT课件中音与视频控制频播放的控制过程类似。6.2 FLASH 插入与控制在 PowerPoint 课件中，插入 Flash 动画已经不是什
19、么新鲜事了。课件中制做一个工程机械原理动作过程，比如说播放、 暂停、等功能，用 Office中的 VBA就可以做到。插入 Flash 影片单击“视图 / 工具栏 / 控件工具箱”，选择“其他控件/Shockwave Flash Object ”，在幻灯片中用鼠标拖出一个方框，调整好大小。这样，我们用插入控件的方法插入一个Flash 控件，选择当前控件，在“属性”面板中作如下设置：“Movie” 中填入所需的 Flash 影片名称， “名称” 就用默认的“ShockwaveFlash1” ，这个名称在后面的VBA编程中要用到。播放暂停停止名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
20、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 36 页 - - - - - - - - - 插入命令按钮(1) 制作(播放)按钮在“控件工具箱”中选择“命令按钮”，在幻灯片中拖动，即可拖出一个命令按钮。调整好大小，在 “属性”面板中作如下设置：“名称”中输入“cmd_play” ，“Caption ”中输入“播放”。双击该按钮，进入VBA编辑窗口，输入如下内容：Private Sub cmd_play_Click() ShockwaveFlash1.Playing = True End Sub (2) 制作(暂停)、(前进)
21、 、( 后退) 、( 返回)、(结束)按钮按钮制作的方法同上。 “属性”面板中分别作如下设置： 暂停按钮的“名称”为 “cmd_pause ” ，“Caption ” 为 “暂停”； 前进按钮按钮的“名称”为 “cmd_forward” ，“Caption ”为“前进”；后退按钮的“名称”为“cmd_back ”，“Caption ”为“后退”；返回按钮的“名称”为“cmd_start ”，“Caption ”为“返回”；结束按钮的“名称”为“ cmd_end ”，“ Caption ”为“结束”。分别为各个按钮加上VBA ，命令依次如下：Private Sub cmd_pause_Click
22、() ShockwaveFlash1.Playing = False End Sub Private Sub cmd_forward_Click() ShockwaveFlash1.FrameNum = ShockwaveFlash1.FrameNum + 30 ShockwaveFlash1.Playing = True End Sub Private Sub cmd_back_Click() ShockwaveFlash1.FrameNum = ShockwaveFlash1.FrameNum - 30 ShockwaveFlash1.Playing = True End Sub Priv
23、ate Sub cmd_start_Click() ShockwaveFlash1.FrameNum = 1 ShockwaveFlash1.Playing = True End Sub Private Sub cmd_end_Click() ShockwaveFlash1.FrameNum = ShockwaveFlash1.TotalFrames End Sub 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 36 页 - - - - - - - - - 说明：在(
24、 前进) 、( 后退) 、( 返回)按钮中，后面均加上一条播放命令，是因为在实际应用时，发现后面如果没有播放命令的话， Flash 影片会停止播放， 所以这句是万万不可少的。图 6-2 转向系右转向系统液压回路图(3) 播放幻灯片看看按钮是不是可以控制影片了呢？不一定？有可能没反应，那一定是宏的安全性设得太高了，单击“工具/ 宏/ 安全性”，将“安全级”设为“低”，重新打开 PowerPoint 。6.3 本章小结课件的制作是一个美好的事， 只要你用心去做， 不管最后的结果是否满足你或别人的期望， 起码你已经在其中感受的了创作的乐趣。几个月来的学习， 已使我对 PPT 课件的创作充满了兴趣。相
25、信任何人只要有兴趣想去做，就一定能够做出完美的课件来。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 36 页 - - - - - - - - - 第 7 章 结论与展望7.1 结论经过这几个月的深入学习和研究， 我对本课题工程机械多媒体课件制作所要求的任务基本上已完成。 通过这次毕业设计， 我自学了一部分工程机械的相关课程，如变速箱啊， 柴油机故障诊断分析等， 这使我对工程机械有了更深的了解，丰富了我的知识由于本课题工作量较大， 在设计的过程中， 我通过上网， 去图书
26、管查阅和收集了工程机械相关课程的大量资料。在制作课件的过程中， 我研究了一些典型工程机械底盘的变速箱和转向系的结构和功用，并把一些机构的运动过程用动画演示出来，同时也分析研究了部分工程机械故障诊断部分的内容，基本完成了课题要求。由于时间有限， 资料有限， 再加上经验不足， 我们所做的毕业设计之中肯定还有不满意之处，希望能得到大家的谅解和广大老师的宝贵意见。7.2 展望随着多媒体技术和互联网在教学中的应用，网络多媒体课件的需求量变得越来越大，尤其是近年来远程教育的发展更加促进了包括教师、学习者、教育机构在内的人员对网上CAI 课件的需求。因此， 如何研制开发出真正能帮助教师教学、促进学习者学习的
27、课件就显得尤为重要。网络多媒体CAI 课件具有以下几个特点：资源共享，跨越时空；有助于促进学生之间的协同学习；良好的人机交互；超文本结构； 罗媒体信息集成量大， 根据在教学第一线的实践经验，本人认为制作人员可从信息技术与课程整合交互性设计、共享性设计、协作性设计、探索性设计、自主性学习等几个主题出发设计网络多媒体课件，以真正促进学生的发展、提高教师的教学效率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 36 页 - - - - - - - - - 参考文献1 林宵汉
28、 , 刘鄂军 . 中小型柴油机结构原理与故障检修M. 福建科学技术出版社， 1999. 2 李国华，张永忠. 机械故障诊断 M. 北京：化学工业出版社，2003. 3 高秀华 . 工程机械结构与维护检修技术M. 北京：化学工业出版社，2003.12. 4 刘杰 . 现代柴油机使用与检测M. 北京：人民交通出版社，1999. 5 黄志坚 , 袁周 . 液压设备故障诊断与监测实用技术M. 北京：机械工业出版社, 2005. 6 焦福全，刘红兵，工程机械故障剖析与处理M. 北京：人民交通出版社，2001. 7 朱齐平 . 进口挖掘机维修手册M. 沈阳：辽宁科学技术出版社，2004. 8 许安，易新乾
29、 .工程机械状态检测与故障诊断M. 人民交通出版社,2004. 9 高秀华 , 姜国庆 , 王力群 , 王智明等 . 工程机械结构与维修技术M. 化学工业出版社，2004. 10 刘大起 , 丛伟 , 赵荣林等 . 工程机械使用维修400 问M. 北京北京理工大学出版社，1996. 11 王修斌，程良骏. 机械修理大全第二卷M. 沈阳：辽宁科学技术出版社，1993. 12 Ross B. Corotis. Journal of Engineering Mechanics. America: Journals Department ASCE, 2005.11. 13 Song tianhu. C
30、HINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING (Vol.19,No.1). Beijing:The official journal of Chinese Mechanical Engineering Society, 2006. 14 神龙工作室 PowerPoint优秀演示文稿经典设计108 例M. 人民邮电出版社, 2007. 15 贺雪晨 . 多媒体技术实用教程M.清华大学出版社, 2008.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
31、16 页，共 36 页 - - - - - - - - - 致谢在本课题研究进行过程中一直受到王海花,王军老师的悉心指导与督促，并且在论文撰写过程中给予了教导，论文完成后又进行了认真的审阅，并提出了许多宝贵意见，指出里面许多不足与错误，在此深表谢意！再次感谢那些所有关心我， 帮助我，在设计过程中给与我鼓励和信心的老师和同学。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 36 页 - - - - - - - - - 附录Semi-automatic control sy
32、stem for hydraulic shovel Hirokazu Araya, Masayuki Kagoshima Mechanical Engineering Research Laboratory, Kobe Steel, Ltd., Nishi-ku, Kobe Hyogo 651 2271, Japan Accepted 27 June 2000 Abstract A semi-automatic control system for a hydraulic shovel has been developed. Using this system, unskilled opera
33、tors can operate a hydraulic shovel easily and accurately. A mathematical control model of a hydraulic shovel with a controller was constructed and a control algorithm was developed by simulation. This algorithm was applied to a hydraulic shovel and its effectiveness was evaluated. High control accu
34、racy and high-stability performance were achieved by feedback plus feedforward control, nonlinear compensation, state feedback and gain scheduling according to the attitude. q2001 Elsevier Science B.V . All rights reserved. Keywords: Construction machinery; Hydraulic shovel; Feedforward; State feedb
35、ack; Operation 1.Introduction A hydraulic shovel is a construction machinery that can be regarded as a large articulated robot. Digging and loading operations using this machine require a high level of skill, and cause considerable fatigue even in skilled operators. On the other hand, operators grow
36、 older, and the number of skilled operators has thus decreased. The situation calls for hydraulic shovels, which can be operated easily by any personw1 5x. The reasons why hydraulic shovel requires a high level of skill are as follows. More than two levers must be operated simultaneously and adjuste
37、d well in such operations. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 36 页 - - - - - - - - - The direction of lever operations is different from that of a shovels attachment movement. For example, in level crowding by a hydraulic shovel, we must operate th
38、ree levers ?arm, boom, bucket. simultaneously to move the top of a bucket along a level surface ?Fig. 1. In this case, the lever operation indicates the direction of the actuator, but this direction differs from the working direction. If an operator use only one lever and other freedoms are operated
39、 automatically, the operation becomes very easily. We call this system a semi-automatic control system. When we develop this semi-automatic control system, these two technical problems must be solved. 1. We must use ordinary control valves for automatic control. 2. We must compensate dynamic charact
40、eristics of a hydraulic shovel to improve the precision of control. We have developed a control algorithm to solve these technical problems and confirm the effect of this control algorithm by experiments with actual hydraulic shovels. Using this control algorithm, we have completed a semi-automatic
41、control system for hydraulic shovels. We then report these items. 2.Hydraulic shovel model To study control algorithms, we have to analyze numerical models of a hydraulic shovel. The hydraulic shovel, whose boom, arm, and bucket joints are hydraulically driven, is modeled as shown in Fig.2. The deta
42、ils of the model are described in the following. 2.1. Dynamic model 6 Supposing that each attachment is a solid body, from Lagrange s equations of motion, the following expressions are obtained: where,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 36 页 - - - -
43、 - - - - - g is the joint angle, iis the supply torque, i is the attachment length, li is the distance between lgi the fulcrum and the center of gravity, mi is the mass of the attachment, Ii is the moment of inertia around the center of gravity (subscripts i=1 3, mean boom, arm, and bucket, respecti
44、vely) 2.2. Hydraulic model Each joint is driven by a hydraulic cylinder whose flow is controlled by a spool valve, as shown in Fig.3. We can assume the following: 1. The open area of a valve is proportional to the spool displacement. 2. There is no oil leak. 3. No pressure drop occurs when oil flows
45、 through piping. 4. The effective sectional area of the cylinder is the same on both the head and the rod sides. In this problem, for each joint, we have the following equation from the pressure flow characteristics of the cylinder: when, where, Ai=seffective cross-sectional area of cylinder; hi=cyl
46、inder length; Xi= spool displacement; Psi= supply pressure; P1i=cylinder head-side pressure; P2icylinder rod-side pressure; Vi=oil volume in the cylinder and piping; Bi=pool width; =oil density; K=bulk modulus of oil; and c=flow coefficient. 2.3. Link relations In the model shown in Fig. 1, the rela
47、tion between the cylinder length change rate and the attachment rotational angular velocity is given as follows:(1). Boom arm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 36 页 - - - - - - - - - 1、 Bucket When 2.4. Torque relations From the link relations of
48、Section 2.3, the supply torque i is given as follows, taking cylinder friction into consideration: Where, Cci the viscous friction coefficient and Fi kinetic frictional force of a cylinder. 2.5. Response characteristics of the spool Spool action has a great effect on control characteristics. Thus, w
49、e are assuming that the spool has the following first-order lag against the reference input. Where, is the reference input of spool displacement and a time constant. 3. Angle control system As shown in Fig. 4, the angle is basically controlled to follow the reference angle by position feedback. In o
50、rder to obtain more accurate control, nonlinear compensation and state feedback are added to the position feedback. We will discuss details of these algorithms as follows. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 36 页 - - - - - - - - - 3.1. Nonlinear com