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2)光電編碼器的傳遞函數(shù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有挖掘機(jī)實(shí)驗(yàn)臺上應(yīng)用的光電編碼器，其響應(yīng)頻率為lOOkHz，輸出脈沖數(shù)為1024/周，為了簡化計(jì)算，將光電編碼器的傳遞函數(shù)近似為：E=13212挖掘機(jī)工作裝置軌跡動臂系統(tǒng)傳遞函數(shù)的確定挖掘機(jī)閉環(huán)控制框圖如圖39所示，根據(jù)上述所求得的各環(huán)節(jié)的傳函，可得動臂系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：哈爾濱：業(yè)大學(xué)：學(xué)碩{學(xué)位淪文圖310挖掘機(jī)工作裝置動力學(xué)方程框圖在ADAMS運(yùn)行挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)，得到任一挖掘位置時動臂、斗桿、鏟斗的角度變化，將之作為框圖310的輸入，設(shè)置仿真時間為lOOs，仿真類型為Variablestep，采用龍格庫塔算法進(jìn)行求解，開始仿真，輸出對應(yīng)的驅(qū)動力矩。
當(dāng)前，對于多體動力學(xué)的研究方法主要有3種：NewtonEuler方法、KaneHuston方法和RobersonWittenburg方法。在機(jī)構(gòu)動力學(xué)方面，通常采用的是NewtonEuler方法、NewtonEuler方法，但在運(yùn)算過程中會出現(xiàn)求導(dǎo)麻煩、過程復(fù)雜等問題，另外，最終求解所得到的動力學(xué)方程也是一大難題。而基于Kane方程的Huston方法相較于其它兩種則是比較實(shí)用的，而且可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)覡，它利用陣列的方式將系統(tǒng)的基坐標(biāo)與末端動坐標(biāo)聯(lián)系起來，進(jìn)行系統(tǒng)的拓?fù)渥儞Q，特別是當(dāng)系統(tǒng)的自由度較多時，其解決動力學(xué)問題的優(yōu)勢尤為明顯，故在本文中采用此種方法進(jìn)行挖掘機(jī)工作裝置動力學(xué)分析。
其中，在1V—6V區(qū)間內(nèi)，斗桿電液比例閥特性響應(yīng)效果較好，幾乎是呈線性關(guān)系的，在6V～I(xiàn)OV區(qū)間內(nèi)，特性曲線斜率變小，但仍然可用；相對而言，動臂電液比例閥工作特性要稍差一些，在IV—4V區(qū)間內(nèi)，響應(yīng)效果好，但在4V—IOV區(qū)間內(nèi)，轉(zhuǎn)角增量以極其微小的斜率上升，幾乎為一條水平直線。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得，在實(shí)際的空載挖掘工作過程中，動臂電液比例閥、斗桿電液比例閥的理想控制電壓應(yīng)分別在IV～4V、1V~IOV醫(yī)間內(nèi)。4222輕載挖掘下的電液比例閥特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析輕載荷挖掘的情況下，在電壓為OIOV區(qū)間內(nèi)，依次進(jìn)行挖掘?qū)嶒?yàn)，取有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理，得到控制電壓與動臂、斗桿轉(zhuǎn)角增量的關(guān)系曲線圖，如圖48所示。在輕載的情況下，動臂、斗桿電液比例閥的特性較空載情況下都有顯著性的改變，在OV電壓下，電液比例閥都不能很好的鎖死，斗桿電液比例閥在哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文IV～3V、8V～I(xiàn)OV區(qū)域內(nèi)，響應(yīng)效果較好，相對于空載情況下的IV～I(xiàn)OV差了很多；而動臂電液比例閥只在3V—5V響應(yīng)較好，在其余區(qū)間內(nèi)，幾乎呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，與空載情況下的IV~4V也有一定差距。
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目測法就是通過看油的顏色、嗅油的味道、摸油液的光滑度來估測液壓油的污染程度。也可用兩只潔凈透明的玻璃瓶，一只裝待測的液壓油，另一只裝新的波壓油，將兩只瓶子對著太陽看，來估計(jì)液壓油的污染度。比色法是指將一定體積油樣中的污染物用濾紙過濾出來，然后根據(jù)濾紙顏色來判斷介質(zhì)污染程度。具體方法：取同數(shù)量使用油和同號純油各少許，分離滴在濾紙上，過一定時間后，比較兩種濾紙的顏色，從而確定油液污染程度和確定是否換油。換油時要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道元件。為了有效地控制液壓系統(tǒng)的污染，以保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和液壓元件的使用壽命，國家制定的典型液壓元件和液壓系統(tǒng)清潔度等級見表。
各個油缸的驅(qū)動方程以STEP函數(shù)來定義44，其定義式為：液壓挖掘機(jī)進(jìn)行工作時，挖掘機(jī)工作裝置的空間位置是由工作裝置各缸的工作長度決定的。相應(yīng)的，長度確定了，工作裝置空間位置也就確定了，相應(yīng)地鏟斗斗尖的運(yùn)動軌跡也隨之確定。這樣就可以首先通過給定的運(yùn)動軌跡計(jì)算出液壓挖掘機(jī)動臂、斗桿、鏟斗的各轉(zhuǎn)角變化曲線，然后通過各液壓缸轉(zhuǎn)角與其伸縮長度之間的幾何關(guān)系得到各液壓缸的驅(qū)動函數(shù)。本課題所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)室挖掘機(jī)模型的各液壓缸工作長度如表22所示。挖掘機(jī)在進(jìn)行挖掘作業(yè)的時候，工作裝置液壓缸通常有兩種動作方式，一種是按順序依次動作，另一種是各缸同時伸縮。很顯然，第二種方式充分利用了挖掘機(jī)的動力系統(tǒng)，達(dá)到了節(jié)能的效果，而且縮短了作業(yè)時間，有效地改善了工作效率。所以第二種動作方式使用比較多45。本文是將虛擬挖掘機(jī)三維樣機(jī)進(jìn)行動力學(xué)仿真的，基本上是完全模擬挖掘機(jī)正常工作時的狀態(tài)，因此采用復(fù)合動作方式來驅(qū)動各個液壓缸。對于挖掘機(jī)來說，還有一個比較重要的影響因素就是工作時間，在對液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)進(jìn)行動力學(xué)仿真之前，需要對其工作時間加以設(shè)定，以滿足仿真的需要，一般來說，挖掘機(jī)工作循環(huán)時間可以表示為：根據(jù)小型挖掘機(jī)理論作業(yè)時間與實(shí)際實(shí)驗(yàn)臺作業(yè)時間，可綜合得出本文所砑究的挖掘機(jī)對象的作業(yè)循環(huán)時間，見表23。
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