一、液压挖掘机关键技术综述（论文文献综述）
吕涵[1]（2021）在《混合动力液压挖掘机节能特性研究》文中研究说明液压挖掘机作为典型的多执行器工业设备,常常用在工程建设中,具有功率密度高、操作性好和环境适应性强等优点,但其缺点是整机能量效率很低,仅有20%左右。液压挖掘机应用柴油机驱动液压泵提供压力油,通过液压控制阀和液压管道进行分配,控制执行器动作。负载差异多执行器复合动作时,各执行器油腔压力不同,非最高负载执行器控制阀口存在节流损失;另外,执行机构大的重力势能和动能,在往复运动中,也经控制阀口以节流损失形式耗散掉;还有,挖掘机大部分时间处于低负载工况,使得柴油机燃油效率较低。以上三方面原因,是液压挖掘机采用大功率动力源、燃油消耗高和产生大量热能的重要原因。其中,控制阀口存在节流损失有三方面原因:（1）出油控制阀口节流平衡超越负载,或者对液压执行器进行减速制动;（2）负载差异多执行器复合动作时,存在负载差异效应节流损失;（3）采用四边联动滑阀时,进出油控制阀口机械耦合,造成非必要节流损失。本研究采用进出口独立控制技术解决了进出油控制阀口机械耦合造成的非必要节流损失问题。在确定采用油电混合动力方案后,提出节能型动臂与回转液压系统。将各个系统整合后,又提出通过非驱动腔压力调控原理减小负载差异导致的节流损失,并回收执行机构动势能,通过动力调控原理提高柴油机燃油效率,实现挖掘机液压系统低压损动力分配与传递以及柴油机高效工作。接着,建立系统数字样机进行仿真分析,结果表明:新系统在保证控制性能的基础上,能通过压力调控提高非最高负载执行器非驱动腔压力,进而提高驱动腔压力,减小节流损失并回收能量,其还能回收执行机构动势能,完成一个挖掘循环整机节能比例13.22%,燃油消耗降低了12.55%;更进一步的,优化调控柴油机工作点后,燃油消耗更是降低了16.69%。第1章为绪论部分,叙述了本课题研究的背景及意义,将阅读的文献进行综述,分析了国内外研究现状,具体包括与课题紧密相关的多执行器液压控制系统及液压系统能量回收再利用技术研究现状;第2章为混合动力液压挖掘机系统方案设计及数学模型部分,介绍了混合动力的原理、类型,选择适合液压挖掘机工况的混合动力方案,确定混合动力液压挖掘机系统工作原理,建立液压元件及系统的数学模型;第3章为混合动力液压挖掘机系统仿真模型部分,建立了6吨液压挖掘机三维模型,建立了混合动力液压挖掘机系统的机电液联合仿真模型;第4章为节能型动臂与回转液压系统能效特性研究部分,分别介绍了动臂、回转系统能耗分析以及对应的节能型液压系统仿真分析;第5章为非驱动腔压力调控液压挖掘机节能特性研究部分,先后介绍了系统工作原理、数学模型、仿真结果以及柴油机工作点调控仿真研究;第6章为总结与展望部分,对本学位论文研究内容进行总结,对接下来的工作进行展望。
马浩钦[2]（2021）在《基于恒压蓄能器的挖掘机动臂能量再生研究》文中提出工程机械长久以来存在高油耗、低能效、重负载的问题,随着我国“十三五”规划、“中国制造2025”行动纲领的提出,节能减排成为工程机械行业的首要目标,生产研发绿色、高效、低耗、低碳的工程装备是行业新趋势。工程机械由于其工作特性,液压系统往往存在着大量的能量浪费,储存利用可回收的能量,是工程机械节能降耗的有效手段,有助于推动行业绿色可持续发展。本文针对工程机械举升机构动作产生的势能,以液压挖掘机动臂机构为研究对象,提出使用二次元件——四配流窗口轴向柱塞马达配合变面积式恒压蓄能器的“泵控驱动+能量再生”方法,开展动臂节能研究。首先,对提出的液压泵控能量再生系统完成数学建模,着重讲解变面积式恒压蓄能器的设计思路和推导过程。第二,以某型号液压阀控挖掘机为样例,通过机液联合仿真得到其能耗特性。第三,为了使研究突出对比性,变更泵控系统的储能元件为气囊式液压蓄能器,并定义更改后的泵控系统为气囊组、原泵控系统为恒压组。依据样例的结构、参数,对两组泵控系统完成参数设计和优化。第四,利用AMESim搭建两组泵控系统的模型,设置工作条件后完成仿真工作,验证仿真结果可知模型搭建合理。在设定的相同工作条件下,变面积式恒压蓄能器的储能密度为5.048k J/L、储能效率为75.99%,恒压组能量再生效率为58.54%;气囊式液压蓄能器的储能密度为2.169 k J/L、储能效率为55.56%,气囊组能量再生效率为31.69%。变面积式恒压蓄能器的储能密度是气囊式液压蓄能器的2.327倍且储能效率提高了20.43%,恒压组的能量再生效率比气囊组提高了26.85%。综上,液压泵控能量再生系统可对液压挖掘机动臂势能进行有效回收,降低整机工作能耗,且变面积式恒压蓄能器的储能能力显着优于气囊式液压蓄能器。
陈加才[3]（2021）在《基于图数据库的液压挖掘机专题知识库的研究与开发》文中进行了进一步梳理液压挖掘机的设计过程则是一个知识密集型的过程,在设计的各个阶段都需要大量的相关知识予以支撑,而这些所需的知识种类繁杂多样且相互关联。然而目前挖掘机的设计工作,依然大量的依靠设计人员自身的设计经验、现有的设计文献等手段进行设计计算,这不仅不利于知识的重用也存在重复计算,工作量大、效率低下等问题。同时,如何有效的管理这些知识,是提高企业创新竞争力的主要研究内容。为了解决以上问题,本文根据液压挖掘机的设计过程的相关知识内容及其在设计过程中的作用,提出了基于面向对象及图数据库的液压挖掘机相关知识的分类、组织、表达、存储方法。设计了各类知识的表达模板,利用自然语言处理的相关技术,结合知识图谱的内容,实现了知识筛选、语义检索和参数检索。分析了液压挖掘机工作装置的设计流程并通过编程实现了相关结构尺寸详细计算及包络图绘制等功能,引入了NSGA-Ⅱ多目标优化算法和灰色关联度分析法对计算结果进行相关优化。在此工作基础上,利用.NET平台相关技术手段,构建了一个B/S架构的基于图数据库Neo4j的专题知识库系统,实现了知识的重用与相关计算功能。本文的主要研究贡献如下:（1）研究了液压挖掘机设计所需的专题知识的主要内容,分析了液压挖掘机的设计流程及专题知识的作用、分类和特点。选取了知识图谱的方法对专题知识进行组织,利用图数据库Neo4j的方法,对专题知识进行存储。（2）利用基于面向对象的方法,构造对应的表达模板,结合知识图谱的各类知识关联特性,对各类知识进行表达。利用中文分词、依存句法分析、AC自动机等相关技术,确定用户的检索意图,通过匹配指定的模板,生成对应的Cypher语句,实现知识的检索。（3）分析了液压挖掘机工作装置的相关设计流程,在知识库中,根据对应流程构建了知识库的计算功能,从而实现计算功能与知识检索功能的整合。利用Raphael.js等组件,实现相关包络图的绘制。引入多目标优化算法NSGA-Ⅱ和灰色关联度分析法,对计算结果进行优化,从而减少重复计算的工作量。（4）研究了专题知识库的构建流程,通过分析用户的需求,设计并构建了专题知识库的整个系统结构,利用Visual Studio为开发工具,Sqlserver、Neo4j为数据库,以MVC为程序开发框架,设计并开发部署了B/S架构下,基于图数据库的液压挖掘机专题知识库系统。利用相关软件测试方法测试了知识库系统的可用性,同时利用相关应用实例,验证了系统的有效性。
黄一洋[4]（2020）在《一种新型正铲液压挖掘机工作机构的研究》文中进行了进一步梳理正铲挖掘机是以挖掘砂石土矿和装载松散物料为主要用途的通用型工程机械,在露天采矿、水利建设等工程中得到了广泛应用。正铲液压挖掘机有着可以沿着水平面运动实现清理和平整作业场地,挖掘力和崛起力大,卸载性能优越等特点。大型液压正铲挖掘机涉及机电一体化、液压传动、传感器、高等机构学等多个领域的高端设备,直接体现出国家装备制造行业的整体水平优劣,在工程机械中受到广泛应用。对工作机构动态性能与新构型进行相关研究有助于促进国内挖掘机行业的发展。本文主要工作有以下几个方面:本文基于机构拓扑结构理论分析了该挖掘机工作机构的方位特征（POC）集、自由度和耦合度。对多环耦合工作机构基本运动链环路的奇异位置进行分析。基于运动链环路理论对新型机构进行运动学特性分析,通过运动学的数值算例验证分析方法的正确性,得到了工作机构的运动空间与水平挖掘最优的铲斗倾角范围。为保证挖掘机自主挖掘过程平稳连续,结合实际工作环境与运动学约束,提出了基于活跃目标点粒子群算法（APSO）的无障碍时间最优的新机构多项式插值轨迹规划。基于牛顿-欧拉法对新机构的工作机构进行力学分析,与现行典型机构对比,在挖掘阻力最大时所需的挖掘机驱动油缸推力明显降低,新机构的挖掘性能有较大提升。并对正铲挖掘机正向挖掘的阻力进行研究。本文为正铲液压挖掘机设计与研究提供一个新的参考。
关澈[5]（2020）在《纯电驱液压挖掘机电气式动臂势能回收与再利用系统研究》文中认为液压挖掘机在各类工程领域中应用广泛,尤其在土方挖掘等工程建设施工中具有不可替代的作用,是最重要的工程机械之一。然而传统挖掘机主要以柴油机作为动力源,不仅在负载剧烈变化时效率低下,而且在工作中会不可避免地产生排放带来污染问题。由于全球气候问题造成的排放政策收紧,社会对工程机械节能环保的要求越来越高,以电机作为主动源的纯电驱液压挖掘机因其高效率与零排放的特点逐渐成为研究的热点。现有的纯电驱液压挖掘机在动臂下落时普遍使用了节流调速,在此过程中将会有大量的能量在节流口转换为热能,这在造成能量浪费的同时也降低了系统的寿命。因此,本文在传统纯电驱挖掘机动臂系统基础上引入了超级电容储能系统与回收单元,提出了一种纯电驱液压挖掘机电气式动臂势能回收与再利用系统。设计了包括定量马达与永磁同步电机的回收单元,可以在控制动臂下落速度的同时将动臂无杆腔高压油产生的液压能转化为电能;设计了包括双向DC/DC与超级电容的超级电容储能系统,能够在维持母线电压稳定的情况下回收与释放电能;建立起基于损耗的系统各关键元件仿真模型,以此为基础构建了动臂系统的机械、电气、液压联合仿真模型,并在仿真中对系统的动态特性与能耗特性进行了研究。详细研究内容如下:（1）提出了纯电驱液压挖掘机电气式动臂势能回收与再利用系统的方案。依据系统工况、动臂机械结构动力学模型与液压系统数学模型对回收单元进行了参数匹配。分别对超级电容、DC/DC、回收马达,回收电机等系统关键元件的工作原理与特点进行了分析,在此基础上建立了永磁同步回收电机及其驱动系统数学模型,使用状态空间平均法与超级电容经典等效模型建立了超级电容储能系统数学模型。（2）在确定超级电容储能系统工作参数后,通过计算确定了DC/DC各元件参数与超级电容容量。在此基础上,使用平均电流法设计了基于线性控制理论补偿器的DC/DC双闭环控制策略,还以非线性控制理论设计了双向DC/DC的滑模变结构控制策略。分别建立了两种控制策略基于Matlab/Simulink的控制模型,在对比仿真中分析了两种控制方式的动态特性,在对比仿真结果后采用了性能更优越的滑模控制作为DC/DC的控制系统。（3）对回收单元中回收电机与回收马达的损耗来源进行了分析,以此为基础利用经验公式法得到他们在不同工作状态下的效率map图。然后使用等效电阻法建立了双向DC/DC的损耗模型,用在Matlab/Simulink中编写的损耗计算程序计算出了不同功率下DC/DC的效率状况。搭建超级电容模块参数辨识实验台,通过参数辨识实验求出了超级电容经典等效模型中串联电阻与并联电阻的值,得到超级电容模块损耗模型。（4）在Simulation X中分别建立了动臂液压系统、回收电机、超级电容储能系统的仿真模型,将其组合后成为动臂系统机械、电气、液压联合仿真模型。在动臂空载上升下降的工况下对系统进行联合仿真,分析系统的运行特性与能耗特性,然后以同样工况对无能量回收功能的原电驱挖掘机动臂系统与本系统能耗特性进行对比仿真。结果显示,系统运行特性良好,在动臂下落过程中对动臂势能具有60%的回收效率,本系统相比原系统可以实现21.8%的节能。
刘彪[6]（2020）在《主被动复合驱动液压挖掘机上车回转系统特性及能效研究》文中提出液压挖掘机作为工程机械的主要代表,在建筑、水利、采矿等各类工程施工中起着举足轻重的作用。而作为工作时间最长的液压挖掘机回转系统,由于液压挖掘机上车转动惯量大,在频繁起制动过程中,不能有效的利用主泵输出能量和上车制动前聚积的大量动能,导致很大一部分能量通过溢流损失和节流损失以热能的形式耗散,造成了液压挖掘机能效低、能耗大。因此,如何有效回收利用这部分损失的能量,使液压挖掘机高效、节能运行是当今世界工程机械关注的焦点。本文提出一种主被动复合驱动液压挖掘机上车回转节能系统。该节能系统是双马达双液压系统。被动系统通过蓄能器实现能量回收与再利用,与主动系统共同驱动液压挖掘机回转,提高了液压挖掘机回转效率,降低能耗。本文构建了传统回转系统和主被动复合驱动回转系统联合仿真模型,并对传统回转模型进行原机验证,对比仿真分析了传统回转系统和主被动复合驱动回转系统的运行特性和能耗特性。对液压蓄能器参数进一步进行优化,提出一种高低压蓄能器回收模式,并对其进行仿真分析研究。论文主要研究工作如下:1、主被动复合驱动回转系统分析。提出了主被动复合驱动液压挖掘机上车回转高效节能系统,介绍了主被动复合驱动液压挖掘机回转节能系统的组成与运行原理,对关键液压元件进行选型设计,建立关键参数的数学模型。2、联合仿真模型的搭建与模型验证。构建液压挖掘机工作装置多体动力学模型、液压比例阀模型、液压泵模型。并将原液压挖掘机联合仿真模型与原机测试数据进行对比分析,证明了原机仿真模型的正确性,并在原机测试数据的基础上进一步对液压挖掘机的回转模型进行了校正。3、运行和能耗特性仿真结果对比分析与蓄能器参数影响。分析对比原回转系统和主被动复合驱动回转系统在单个工作周期的运行特性、能耗特性、压力特性。结果表明:相比于传统回转系统,主被动复合驱动回转系统在加速阶段,加速度有较大的提升,加速时间缩短。单个工作周期内,主被动复合驱动回转系统降低能耗32.7%,能量回收效率可达90%。并仿真分析了不同预充气体压力和蓄能器体积对主被动复合驱动回转系统运行特性、能耗和效率的影响。4、高低压蓄能器模式分析。为了进一步提高液压蓄能器的能量回收效率和改变蓄能器充放液压力特性,提出一种高低压蓄能器能量回收模式。仿真结果表明:高低压蓄能器能量回收运行模式与单蓄能器模式相比,能量回收所需要的时间更短,改变了蓄能器压力变化特性,在液压挖掘机制动的初期提供更大的制动力矩,回收效果更加明显。并进一步仿真分析了高低蓄能器体积不同对回收效果的影响。
史凌波[7]（2020）在《电动挖掘机动力源匹配及流量控制方法的研究》文中研究说明在全球环境恶化与能源危机的大背景下,传统工程机械能量利用效率低,对空气污染严重的问题日益凸显,因此工程机械迫切需要节能减排和转型升级,同时这也是工程机械企业发展的巨大机遇。而在汽车工业中,纯电动汽车的电机驱动系统已获得成功应用,使得电动汽车得到大力发展,为电动技术在工程机械领域的发展奠定了基础。为了充分发挥电机驱动高效率的优点,探讨不同工况下电机与液压泵的功率匹配。因此,论文对电动挖掘机动力源系统的匹配研究,提高电机和液压泵的利用效率,对挖掘机电动化改造有一定的指导意义。论文的主要研究内容如下:1)介绍了在当前严格的环保节能环境下,对挖掘机新型节能技术的迫切需要,综述了挖掘机动力节能技术的研究现状,从功率匹配技术到混合动力技术的发展都没有解决动力源效率低的问题,引入电机替代发动机,解决能量利用率低的困境,介绍了电动挖掘机的发展现状,重点阐述了变频技术的研究现状。2)对挖掘机电动化发展出现的几种结构方式进行比较分析,提出了一种挖掘机电动化改造的设计方案,设计了一种新型电动挖掘机附带的电池车,改进了电缆收放装置,对电动液压挖掘机动力系统进行分析,对动力系统驱动方式与参数进行了设计,并基于动力源单元整体效率提出一种流量控制方法。3)以电机与变量泵为研究对象,通过建立异步电机损耗的数学模型,分析了转速和力矩对异步电机效率的影响;通过对液压泵的损耗分析,建立了损耗模型,研究了液压泵主要参数对其效率的影响。4)以改造后的20吨中型挖掘机为对象,分析了异步电机的矢量控制原理,液压泵的恒功率和负流量特性,并建立了异步电机、液压泵的数学模型。5)详细阐述了基于动力源效率的节能原理与方法,通过仿真分析,对动力源工作点的变化进行了比较,对流量分配方法的节能效率进行了分析。
胡薜礼[8]（2020）在《小型液压挖掘机的新型动臂势能再生系统研究》文中进行了进一步梳理液压挖掘机是一种用于土方施工的工程机械,因其施工效率高、型号多样,成为城市建筑田水利、矿山开采、交通及国防等工程施工的主要装备。但是,液压挖掘机依靠液压系统传递动力,能量使用效率低,成为制约其发展的主要障碍,在这种情况下,以动臂势能再生技术为代表的液压节能技术悄然兴起。液压挖掘机动臂的质量大,为了控制其下落速度,需要在动臂液压回路中安装节流阀等来控制其速度,这样势必会造成大量的能量损失,动臂势能再生技术以此为突破口,利用液压系统将动臂下落过程的重力势能转化为液压能进行储存,并在需要时释放能量进行再次利用,因此通过动臂势能回收再利用可以大幅提高液压挖掘机的能量效率。但是,目前的动臂势能再生技术研究主要针对大中型液压挖掘机,而对于小型液压挖掘机却研究较少,其主要原因小型液压挖掘机存在安装空间小、成本高、回收压力低等技术难题。针对这些技术难题,本论文开展了小型液压挖掘机的新型动臂势能再生系统的研究,提出并设计了多种新型动臂势能再生模式,以1.7吨的小型液压挖掘机实验平台为基础,建立了新型动臂势能再生系统的仿真模型,对新型动臂势能再生系统的能量效率和可行性进行了深入研究,本文主要研究内容包括:（1）分析国内外液压挖掘机节能技术研究的现状,进一步说明液压挖掘机节能对节能减排的重要意义。详细介绍液压挖掘机工作结构和液压系统的工作原理,说明液压挖掘机动臂重力势能回收系统的可行性,并概述本论文研究的主要内容。（2）针对小型液压挖掘机动臂下落释放的重力势能的技术特点,对动臂重力势能再生所面临困难的技术难题进行了全面讨论,对可采取的技术方案进行了理论研究,并在此基础上,提出了四种新型液压挖掘机动臂势能再生模式并分析其工作原理,设计了对应动臂势能再生系统的液压系统回路。（3）本文以山河智能生产的SWE17-ED型1.7吨小型液压挖掘机作为试验平台,使用AMESim仿真软件搭建传统液压挖掘机动臂仿真模型,以此为基础,搭建四种新型液压挖掘机动臂势能回收模式仿真模型,其仿真模型根据1.7吨液压挖掘机的实际参数进行设置。（4）基于SWE17-ED小型液压挖掘机实际工况数据,利用AMESim仿真平台对动臂势能再生系统的工作性能和节能效率进行深入分析,分析结果表明:在相同的工况条件下,四种新型动臂势能再生系统其模式Ⅰ、模式Ⅱ、模式Ⅲ、模式Ⅳ的节能效率分别为 36.11%、37.42%、35.40%、40.27%。
丁新[9]（2020）在《液压挖掘机工作装置动力学仿真与疲劳寿命评估研究》文中研究表明液压挖掘机广泛应用于各种工程施工建设,工作装置作为挖掘机的重要组成部分,其动力学性能和强度特性是挖掘机性能品质的重要指标之一。本文以试验样机实地测试过程中获得的试验数据为基础,采用理论模型、虚拟样机仿真结合试验手段的方法对挖掘机工作装置的动力学特性和疲劳寿命进行研究。主要研究内容如下:首先,建立了挖掘机工作装置的运动学和动力学数学模型,基于实测数据采用MATLAB编程计算还原实际挖掘过程中铲斗所受到的挖掘阻力,并对四类作业介质下的挖掘阻力结果进行了基本的统计分析。其次,基于计算挖掘阻力和实测油缸驱动数据,在ADAMS中建立工作装置的刚体和刚柔耦合虚拟样机模型并进行动力学仿真,通过对铲斗油缸力的仿真结果和试验测试结果进行对比,验证了计算挖掘阻力和虚拟样机仿真的正确性;对比了刚体模型和刚柔耦合模型仿真结果的差异,并获得了柔性体动臂和斗杆在典型复合挖掘工况下的动态应力变化规律和危险点的实时应力变化情况。然后,基于台架疲劳试验方案,将动力学仿真获得的动臂、斗杆铰点载荷时间历程合成时序载荷谱,借助于n Code Design Life对时序载荷谱和台架加速试验程序谱下的动臂和斗杆进行疲劳寿命评估,两种载荷谱下的疲劳评估均能准确反映出疲劳破坏位置。最后,重点研究动臂、斗杆焊接结构中的危险焊缝位置,基于台架试验方案和试验加载谱,采用等效结构应力法对动臂、斗杆上的危险焊缝进行了疲劳寿命计算。将文中三部分疲劳预测结果进行对比,结果证明等效结构应力法能够比较准确地预测出动臂和斗杆的焊接疲劳寿命,其计算结果与试验结果最为接近。
章晓伟[10]（2019）在《基于视觉SLAM的履带式液压挖掘机行走轨迹跟踪控制研究》文中提出挖掘机作为在工程机械中最常见、最典型也是最复杂的机械之一,在工程应用领域中发挥着极为重要的作用。为了应对作业效率、适应恶劣环境等越来越高的作业要求,发展自主作业、自动化的挖掘机已经成为一种发展趋势。使挖掘机按照规划的轨迹进行行走轨迹跟踪是实现挖掘机自主作业和自动化的基础之一。本论文以挖掘机的行走轨迹跟踪控制为研究目标。首先进行挖掘机行走轨迹跟踪控制系统的总体设计及试验样机开发;同时对挖掘机行走系统进行了理论分析及仿真研究;进一步研究基于双目视觉SLAM（Simultaneous Localization And Mapping,同步定位与地图构建）对挖掘机进行实时感知定位,提出了上车机构有回转角度时的挖掘机中心位姿获取方法,并使用视觉SLAM技术估计回转角度;最后设计轨迹跟踪控制器,针对直线、圆弧和圆弧加直线进行轨迹跟踪控制的实验研究。本文各章节的主要内容如下:第一章,首先介绍了课题的研究背景,介绍了挖掘机行走过程中的难点,对挖掘机等车辆的轨迹跟踪控制的国内外研究现状进行详细分析,对视觉定位技术在挖掘机上的应用进行了分析,介绍了视觉SLAM定位在行走控制中的可行性,阐明了课题的研究内容和目的。第二章,液压挖掘机行走轨迹跟踪控制系统软硬件系统设计。确立了挖掘机行走轨迹跟踪控制系统的总体框架,包括挖掘机电液控制元件的设计选型、电控单元的设计、远程控制器设计、相机的选型等,基于TCP/IP协议设计了多线程并发无线数据通信软件,并进行了实验测试,完成了挖掘机试验样机的开发。第三章,履带式液压挖掘机行走系统建模分析及仿真研究。对挖掘机行走运动学、动力学进行了分析,包括液压行走系统的动力学,履带行走系统运动学、动力学。对履带滑移进行了分析和建模,为实验研究提供理论基础。在simulink下搭建了整车行走系统仿真模型,设计了基于履带运动学模型的PID速度控制器。仿真结果显示速度控制器在有滑移情况下仍然可控。第四章,基于视觉SLAM的挖掘机行走定位研究。建立了双目视觉里程计模型,研究了视觉SLAM在挖掘机定位上的运用特点,采用了具有后端优化的视觉SLAM定位方案。基于ROS（Robot Operating System）平台搭建了挖掘机SLAM定位的软件框架。建立了挖掘机有回转角度时的运动坐标变换关系,将SLAM用于回转角度的估计,验证了方法的有效性。第五章,挖掘机行走轨迹跟踪控制器设计与实验。确立了行走轨迹跟踪控制器框架,设计了包含位置环和速度环的双层轨迹跟踪控制器,使用第三章建立的仿真模型验证了控制算法的有效性,分析了滑移参数对轨迹跟踪的影响。进行了速度控制与轨迹跟踪控制实验,实现了挖掘机行走轨迹跟踪,验证了轨迹跟踪控制方法的准确性和有效性。第六章,总结与展望。总结全文的研究内容,并对将来的进一步的工作进行了展望。
二、液压挖掘机关键技术综述（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、液压挖掘机关键技术综述（论文提纲范文）
（1）混合动力液压挖掘机节能特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多执行器液压控制系统 |
| 1.2.2 液压系统能量回收再利用技术研究 |
| 1.3 研究内容 |
| 第2章 混合动力液压挖掘机系统方案设计及数学模型 |
| 2.1 混合动力方案的设计 |
| 2.1.1 混合动力的原理 |
| 2.1.2 油电混合动力类型 |
| 2.1.3 系统混合动力方案选择 |
| 2.2 系统中元件的数学模型 |
| 2.3 进出口独立控制系统工作原理 |
| 2.4 阀控缸系统数学模型 |
| 2.4.1 对称阀控双出杆液压缸系统数学模型 |
| 2.4.2 进出口独立控制系统数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 混合动力液压挖掘机系统仿真模型 |
| 3.1 液压挖掘机三维模型 |
| 3.2 混合动力液压挖掘机的机电液联合仿真模型 |
| 3.2.1 6吨液压挖掘机机械结构建模 |
| 3.2.2 柴油机仿真模型 |
| 3.2.3 进出口独立控制液压系统建模 |
| 3.2.4 进出口独立控制液压挖掘机系统的机电液联合仿真模型 |
| 3.2.5 混合动力液压挖掘机系统的机电液联合仿真模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 节能型动臂与回转液压系统能效特性研究 |
| 4.1 动臂系统能耗分析 |
| 4.2 节能型动臂液压系统 |
| 4.3 节能型动臂系统仿真分析 |
| 4.4 回转系统能耗分析 |
| 4.5 节能型回转液压系统 |
| 4.6 节能型回转系统仿真分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 非驱动腔压力调控液压挖掘机节能特性研究 |
| 5.1 系统工作原理 |
| 5.2 建立模型 |
| 5.2.1 系统可回收能量分析 |
| 5.2.2 压力调控数学模型 |
| 5.3 非驱动腔压力调控液压挖掘机系统仿真研究 |
| 5.3.1 原系统仿真结果 |
| 5.3.2 新系统仿真结果 |
| 5.3.3 新旧系统能效特性对比分析 |
| 5.4 柴油机工作点调控仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
（2）基于恒压蓄能器的挖掘机动臂能量再生研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 机械式能量再生系统 |
| 1.4 电力式能量再生系统 |
| 1.5 液压式能量再生系统 |
| 1.6 研究内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 液压泵控能量再生系统的数学模型 |
| 2.1 系统设计 |
| 2.1.1 双控马达的结构及工作原理 |
| 2.1.2 恒压蓄能器的结构及工作原理 |
| 2.1.3 能量再生系统工作原理 |
| 2.2 负载缸的数学模型 |
| 2.3 双控马达的数学模型 |
| 2.4 换向阀与双杆活塞缸的数学模型 |
| 2.5 恒压蓄能器的数学模型 |
| 2.5.1 求解活塞有效作用面积 |
| 2.5.2 计算活塞半径 |
| 2.5.3 半圆法求解活塞轮廓 |
| 2.5.4 切面法求解活塞轮廓 |
| 2.6 储能密度 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 液压泵控能量再生系统的参数设计及优化 |
| 3.1 挖掘机动臂可回收能量分析 |
| 3.2 系统工作参数设计 |
| 3.3 气囊式液压蓄能器的参数设计及优化 |
| 3.4 恒压蓄能器的参数设计及优化 |
| 3.4.1 基于半圆法的参数设计 |
| 3.4.2 基于切面法的参数设计 |
| 3.5 双控马达的斜盘倾角控制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 液压泵控能量再生系统仿真分析 |
| 4.1 系统仿真模型 |
| 4.2 气囊组仿真分析 |
| 4.2.1 负载首次下降 |
| 4.2.2 负载首次上升 |
| 4.2.3 负载二次下降 |
| 4.2.4 负载二次上升 |
| 4.3 恒压组仿真分析 |
| 4.3.1 负载下降阶段 |
| 4.3.2 负载上升阶段 |
| 4.3.3 最大储能的负载下降 |
| 4.3.4 最大储能的负载上升 |
| 4.4 结论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）基于图数据库的液压挖掘机专题知识库的研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 挖掘机研究现状 |
| 1.2.2 知识库研究现状 |
| 1.3 研究内容和组织结构 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 论文研究内容 |
| 1.3.3 论文组织结构 |
| 2 液压挖掘机的设计过程与专题知识 |
| 2.1 液压挖掘机的设计过程 |
| 2.2 液压挖掘机专题知识 |
| 2.2.1 液压挖掘机专题知识的主要内容 |
| 2.2.2 挖掘机专题知识对于设计过程的作用 |
| 2.2.3 挖掘机专题知识的特点 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 液压挖掘机专题知识库知识组织与表达 |
| 3.1 知识的组织 |
| 3.1.1 建立知识的层级关系 |
| 3.1.2 知识的组织方法选择 |
| 3.1.3 基于知识图谱的知识组织方法 |
| 3.2 知识的抽取整理 |
| 3.2.1 半结构化知识的抽取整理 |
| 3.2.2 非结构化知识的抽取整理 |
| 3.3 知识的表达 |
| 3.3.1 表达方法的选择 |
| 3.3.2 知识的面向对象表达 |
| 3.3.3 设计过程中的知识表达 |
| 3.4 基于图数据库的知识存储 |
| 3.4.1 存储手段的选择 |
| 3.4.2 实体节点的创建 |
| 3.4.3 关系的创建 |
| 3.4.4 图数据库的构建 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 液压挖掘机专题知识库的构建与实现 |
| 4.1 知识库系统构建目标与流程 |
| 4.2 知识库系统的模块组成 |
| 4.3 系统功能组成 |
| 4.4 系统结构组成 |
| 4.5 系统的开发环境及工具 |
| 4.5.1 开发环境 |
| 4.5.2 相关开发工具 |
| 4.6 专题知识库的各模块实现方法 |
| 4.6.1 人机界面 |
| 4.6.2 设计计算 |
| 4.6.3 知识检索 |
| 4.6.4 数据管理 |
| 4.6.5 系统数据库、知识数据库 |
| 4.7 核心功能的相关实现 |
| 4.7.1 尺寸计算功能 |
| 4.7.2 计算结果的多目标优化 |
| 4.7.3 知识检索功能 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 液压挖掘机专题知识库的部署测试与应用 |
| 5.1 知识库的部署 |
| 5.2 知识库的相关测试 |
| 5.2.1 测试方法与内容 |
| 5.2.2 测试结果与分析 |
| 5.3 知识库的应用实例 |
| 5.3.1 知识检索 |
| 5.3.2 设计计算及优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 读研期间研究成果 |
| 致谢 |
（4）一种新型正铲液压挖掘机工作机构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRUCT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.2 正铲液压挖掘机国内外发展现状 |
| 1.1.1 国外发展现状 |
| 1.1.2 国内发展现状 |
| 1.3 液压挖掘机研究现状概述 |
| 1.3.1 运动学和动力学研究 |
| 1.3.2 运动轨迹研究 |
| 1.3.3 工作机构有限元分析研究 |
| 1.3.4 构型设计研究 |
| 1.4 论文主要研究内容及安排 |
| 第二章 新型正铲液压挖掘机理论模型分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 正铲液压挖掘机的构型描述 |
| 2.2.1 现行正铲液压挖掘机 |
| 2.2.2 新型正铲液压挖掘机 |
| 2.3 机构拓扑结构分析 |
| 2.3.1 机构拓扑结构符号表达 |
| 2.3.2 机构POC集分析 |
| 2.3.3 自由度计算 |
| 2.3.4 耦合度计算 |
| 2.4 新机构工作特性分析 |
| 2.4.1 新型机构工作参数 |
| 2.4.2 新型机构工作特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 新型正铲挖掘机工作机构运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基本运动链环路理论运动学分析 |
| 3.2.1 新型机构的运动学分析流程图 |
| 3.2.2 基本运动链环路正解 |
| 3.2.3 基本运动链环路反解 |
| 3.3 新型机构运动学分析 |
| 3.3.1 新型正铲液压挖掘机工作机构位置正解 |
| 3.3.2 新型正铲液压挖掘机工作机构位置反解 |
| 3.3.3 驱动空间与位置空间变量的转换关系 |
| 3.3.4 运动学特性数值分析 |
| 3.4 奇异性分析 |
| 3.4.1 机构的奇异性原理 |
| 3.4.2 基本运动链的的奇异性分析 |
| 3.5 新型机构工作空间分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 挖掘机运动轨迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三次样条插值轨迹函数表达 |
| 4.2.1 三次样条插值轨迹函数 |
| 4.2.2 构造三次插值轨迹函数 |
| 4.3 基于适应值函数的最优时间无障碍轨迹求解 |
| 4.3.1 基于活跃目标点粒子群算法的优化问题求解 |
| 4.3.2 优化目标和运动学约束函数 |
| 4.3.3 二次轨迹规划判定 |
| 4.4 挖掘机轨迹函数求解 |
| 4.5 数值仿真结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 工作机构挖掘作业的力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新型机构虚拟样机建模 |
| 5.2.1 新型机构的约束创建与检测 |
| 5.2.2 新型机构驱动参数设置 |
| 5.3 新型机构虚拟仿真分析 |
| 5.3.1 挖掘阻力的分析 |
| 5.3.2 工作机构仿真计算 |
| 5.4 新型机构力学数值分析 |
| 5.4.1 建立力学模型 |
| 5.4.2 液压缸驱动力的数值求解 |
| 5.5 挖掘性能对比 |
| 5.6 正向挖掘的土壤阻力分析 |
| 5.6.1 建立SPH颗粒土壤挖掘模型 |
| 5.6.2 设置仿真模型参数 |
| 5.6.3 结果分析 |
| 5.7 总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）纯电驱液压挖掘机电气式动臂势能回收与再利用系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 纯电驱挖掘机研究现状 |
| 1.3 动臂势能回收技术研究现状 |
| 1.3.1 动臂液压式回收方式 |
| 1.3.2 动臂电气式回收方式 |
| 1.4 超级电容储能系统研究现状 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 系统设计与数学建模 |
| 2.1 系统结构与原理 |
| 2.2 动臂机械与液压系统建模与分析 |
| 2.2.1 挖掘机动臂系统工况分析 |
| 2.2.2 动臂液压缸空载作业受力分析 |
| 2.2.3 动臂液压系统数学模型的建立 |
| 2.3 回收单元的分析与设计 |
| 2.3.1 关键元件参数匹配 |
| 2.3.2 回收电机选型 |
| 2.3.3 回收电机调速原理 |
| 2.3.4 回收电机及其驱动系统数学模型 |
| 2.4 储能系统的分析 |
| 2.4.1 电气储能元件的对比选型 |
| 2.4.2 超级电容储能特点与原理 |
| 2.4.3 双向DC/DC的特点与选型 |
| 2.4.4 超级电容储能系统数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超级电容储能系统设计 |
| 3.1 超级电容储能系统元件参数选择 |
| 3.1.1 超级电容储能系统的工作参数 |
| 3.1.2 DC/DC电感与电容的设计 |
| 3.1.3 超级电容模块设计 |
| 3.2 平均电流法DC/DC控制设计 |
| 3.2.1 平均电流法介绍 |
| 3.2.2 buck模式双闭环控制设计 |
| 3.2.3 boost模式双闭环控制设计 |
| 3.3 DC/DC滑模控制控制设计 |
| 3.2.1 滑模控制介绍 |
| 3.2.2 boost模式滑模控制设计 |
| 3.2.3 buck模式滑模控制设计 |
| 3.4 控制方法动态性能对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 系统关键元件损耗模型搭建 |
| 4.1 回收电机损耗模型 |
| 4.1.1 永磁同步回收电机损耗分析 |
| 4.1.2 永磁同步回收电机效率计算 |
| 4.2 回收马达损耗模型 |
| 4.3 双向DC/DC损耗模型 |
| 4.3.1 双向DC/DC损耗来源分析 |
| 4.3.2 双向DC/DC各元件损耗模型 |
| 4.3.3 双向DC/DC效率计算 |
| 4.4 超级电容模块损耗模型 |
| 4.4.1 超级电容模块损耗分析 |
| 4.4.2 超级电容模块参数辨识 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统仿真研究 |
| 5.1 仿真模型的搭建 |
| 5.1.1 动臂液压系统与主动力源仿真模型搭建 |
| 5.1.2 回收电机仿真模型搭建 |
| 5.1.3 超级电容储能系统仿真模型搭建 |
| 5.1.4 动臂系统联合仿真模型搭建 |
| 5.2 系统动态特性仿真研究 |
| 5.3 系统能耗特性仿真研究 |
| 5.3.1 能量回收效率研究 |
| 5.3.2 动臂系统节能性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）主被动复合驱动液压挖掘机上车回转系统特性及能效研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 挖掘机回转节能技术研究现状 |
| 1.2.1 二次调节技术 |
| 1.2.2 泵控技术 |
| 1.2.3 进出口独立控制技术 |
| 1.2.4 能量回收再利用技术 |
| 1.2.5 混合动力源技术 |
| 1.3 课题的提出及课题的主要内容 |
| 1.3.1 课题的提出 |
| 1.3.2 课题的研究内容 |
| 第二章 主被动复合驱动液压系统原理及设计 |
| 2.1 主被动复合控制系统运行原理与控制机制 |
| 2.1.1 主被动复合控制系统运行原理 |
| 2.1.2 主被动复合控制系统控制原理 |
| 2.2 关键元件选型及设计 |
| 2.2.1 回转马达选型设计 |
| 2.2.2 液压蓄能器选型设计 |
| 2.3 关键参数数学模型 |
| 2.3.1 转动惯量的计算 |
| 2.3.2 回转系统的阻力矩计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 主被动复合驱动系统模型建立与模型验证 |
| 3.1 物理模型的建立 |
| 3.2 液压模型建立 |
| 3.2.1 液压比例阀的建立 |
| 3.2.2 泵模型的建立 |
| 3.3 联合模型的建立 |
| 3.4 模型的验证 |
| 3.4.1 运行特性对比 |
| 3.4.2 压力特性对比 |
| 3.4.3 流量特性对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 仿真结果和能耗分析 |
| 4.1 运行特性分析 |
| 4.1.1 速度特性 |
| 4.1.2 位移特性 |
| 4.1.3 压力特性 |
| 4.2 能耗特性对比 |
| 4.2.1 转台能量 |
| 4.2.2 主泵输出能量 |
| 4.2.3 蓄能器特性分析 |
| 4.3 液压蓄能器参数影响 |
| 4.3.1 液压蓄能器容积影响 |
| 4.3.2 液压蓄能器预充气体压力影响 |
| 4.4 高低压蓄能器模式 |
| 4.4.1 高低压蓄能器模式运行原理 |
| 4.4.2 高低压蓄能器模式控制原理 |
| 4.4.3 高低压蓄能器模式仿真结果 |
| 4.4.4 高低压蓄能器容积变化影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）电动挖掘机动力源匹配及流量控制方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景 |
| 1.2 液压挖掘机动力节能技术研究现状 |
| 1.2.1 功率匹配技术 |
| 1.2.2 混合动力技术 |
| 1.3 纯电驱动挖掘机发展现状 |
| 1.4 变频技术 |
| 1.5 课题研究意义及主要内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.5.3 课题主要工作内容 |
| 第2章 电动挖掘机总体系统研究 |
| 2.1 电动液压挖掘机结构设计分析 |
| 2.1.1 电动液压挖掘机系统基本结构 |
| 2.1.2 电动液压挖掘机整体设计 |
| 2.2 电动挖掘机动力源参数设计 |
| 2.3 动力源变频调速流量控制方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电动挖掘机动力源能耗分析 |
| 3.1 变频器损耗分析 |
| 3.2 三相异步电机损耗及效率分析 |
| 3.2.1 异步电机损耗分析 |
| 3.2.2 异步电机损耗模型的建立 |
| 3.3 柱塞变量泵功率损耗及效率分析 |
| 3.3.1 斜盘式轴向柱塞变量泵功率损耗分析 |
| 3.3.2 斜盘轴向柱塞变量泵的效率分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 电动挖掘机电机及液压泵的控制模型 |
| 4.1 三相异步电机矢量控制模型 |
| 4.1.1 异步电机矢量控制原理 |
| 4.1.2 坐标变换 |
| 4.1.3 矢量控制模型 |
| 4.2 挖掘机液压泵系统模型建立 |
| 4.2.1 轴向柱塞泵负流量控制 |
| 4.2.2 轴向柱塞泵恒功率控制 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 电动挖掘机动力源匹配与流量控制 |
| 5.1 电动挖掘机动力源匹配算法 |
| 5.2 仿真分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）小型液压挖掘机的新型动臂势能再生系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外液压挖掘机节能研究现状 |
| 1.2.1 基于提高液压元器件性能的节能研究 |
| 1.2.2 基于改进液压系统的节能研究 |
| 1.2.3 基于能量回收的节能研究 |
| 1.3 蓄能器回收技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 蓄能器作为储能元件回收制动能方面研究现状 |
| 1.3.2 蓄能器作为储能元件回收势能方面研究现状 |
| 1.4 课题的提出以及本文研究的主要内容 |
| 1.4.1 课题的提出 |
| 1.4.2 本文研究的主要内容 |
| 第二章 动力系统结构分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 挖掘机工作装置结构分析 |
| 2.3 驱动系统结构分析 |
| 2.3.1 串联式驱动系统结构分析 |
| 2.3.2 并联式驱动系统结构分析 |
| 2.3.3 混联式混合动力液压挖掘机驱动系统机构分析 |
| 2.4 能量回收系统结构分析 |
| 2.4.1 回转动能回收系统结构分析 |
| 2.4.2 动臂势能回收系统结构分析 |
| 2.5 液压挖掘机动力系缆设计方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 新型动臂势能再生系统方案 |
| 3.1 动臂势能再生系统解决方案 |
| 3.1.1 采用蓄能器的动臂势能再生系统 |
| 3.1.2 采用增压缸的动臂势能再生系统 |
| 3.1.3 采用辅助缸的动臂势能再生系统 |
| 3.2 动臂势能再生系统设计 |
| 3.2.1 传统液压挖掘机结构及工作原理 |
| 3.2.2 动臂势能再生系统模式Ⅰ结构及工作原理 |
| 3.2.3 动臂势能再生系统模式Ⅱ结构及工作原理 |
| 3.2.4 动臂势能再生系统模式Ⅲ结构及工作原理 |
| 3.2.5 动臂势能再生系统模式Ⅳ结构及工作原理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 动臂势能再生系统建模分析 |
| 4.1 动臂势能再生系统关键液压元件数学模型分析 |
| 4.1.1 动臂液压缸的数学模型 |
| 4.1.2 增压缸的数学模型 |
| 4.1.3 液压泵数学模型 |
| 4.1.4 液压蓄能器数学模型 |
| 4.2 传统液压挖掘机动臂仿真模型与参数设置 |
| 4.2.1 仿真模型的搭建 |
| 4.2.2 仿真模型参数设置 |
| 4.2.3 液压缸活塞杆负载力设置 |
| 4.3 新型动臂势能再生系统模式Ⅰ仿真模型及参数设置 |
| 4.3.1 动臂势能再生系统仿真模型的搭建 |
| 4.3.2 动臂势能再生系统仿真模型参数设置 |
| 4.4 动臂势能再生系统模式Ⅱ仿真模型及参数设置 |
| 4.4.1 动臂势能再生系统仿真模型的搭建 |
| 4.4.2 动臂势能再生系统仿真模型参数设置 |
| 4.5 动臂势能再生系统模式Ⅲ仿真模型及参数设置 |
| 4.5.1 动臂势能再生系统仿真模型的搭建 |
| 4.5.2 动臂势能再生系统仿真模型参数设置 |
| 4.6 动臂势能再生系统模式Ⅳ仿真模型及参数设置 |
| 4.6.1 动臂势能再生系统仿真模型的搭建 |
| 4.6.2 动臂势能再生系统仿真模型参数设置 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 动臂势能再生系统能效分析 |
| 5.1 试验研究的目的与内容 |
| 5.2 测试系统与试验验证 |
| 5.2.1 测试系统 |
| 5.2.2 试验验证 |
| 5.3 关键元件能耗分析与讨论 |
| 5.4 再生效率 |
| 5.4.1 回收效率 |
| 5.4.2 再利用效率 |
| 5.4.3 能量损失分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间参与研究项目与发表的论文 |
（9）液压挖掘机工作装置动力学仿真与疲劳寿命评估研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 挖掘机运动学和动力学分析 |
| 1.2.2 挖掘阻力计算 |
| 1.2.3 结构强度特性研究 |
| 1.2.4 疲劳寿命评估 |
| 1.3 课题研究的主要内容 |
| 第二章 基于实际挖掘工况的挖掘阻力计算建模 |
| 2.1 挖掘阻力计算方法分析 |
| 2.2 工作装置运动学建模 |
| 2.2.1 齐次坐标变换方法简述 |
| 2.2.2 工作装置坐标系建立及符号定义 |
| 2.2.3 工作装置各机构运动分析 |
| 2.2.4 工作装置上各铰点坐标推导 |
| 2.3 挖掘阻力计算 |
| 2.3.1 挖掘阻力分析模型 |
| 2.3.2 挖掘阻力计算结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 实际载荷驱动的工作装置刚柔耦合动力学仿真 |
| 3.1 刚柔耦合系统动力学建模的理论基础 |
| 3.1.1 柔性体建模理论 |
| 3.1.2 柔体系统运动学方程 |
| 3.1.3 柔体系统动力学方程 |
| 3.2 建立工作装置刚柔耦合虚拟样机模型 |
| 3.2.1 多刚体虚拟样机模型 |
| 3.2.2 刚柔耦合虚拟样机模型 |
| 3.3 虚拟样机仿真结果及分析 |
| 3.3.1 仿真结果运动学参数对比 |
| 3.3.2 仿真结果动力学参数对比 |
| 3.4 工作装置动态强度分析 |
| 3.4.1 动臂动态应力结果 |
| 3.4.2 斗杆动态应力结果 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 挖掘机动臂和斗杆疲劳寿命估算 |
| 4.1 疲劳寿命预测理论基础 |
| 4.1.1 疲劳寿命预测方法 |
| 4.1.2 疲劳损伤累积理论 |
| 4.2 动臂和斗杆结构S-N曲线 |
| 4.2.1 材料S-N曲线 |
| 4.2.2 S-N曲线影响因素及其修正 |
| 4.3 动臂和斗杆疲劳寿命估算 |
| 4.3.1 动臂和斗杆载荷时间历程获取 |
| 4.3.2 n Code Design Life疲劳分析原理及步骤 |
| 4.3.3 动臂和斗杆静力学分析 |
| 4.3.4 基于时序载荷的疲劳寿命结果及分析 |
| 4.3.5 基于台架试验程序谱的疲劳寿命结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于等效结构应力法的工作装置焊缝疲劳寿命预测 |
| 5.1 焊接疲劳寿命基本理论 |
| 5.1.1 焊接结构疲劳问题的特殊性 |
| 5.1.2 焊接结构疲劳评估方法 |
| 5.2 等效结构应力法基本原理 |
| 5.2.1 结构应力 |
| 5.2.2 等效结构应力 |
| 5.2.3 主S-N曲线计算疲劳寿命 |
| 5.3 工作装置评估焊缝的选取和建模 |
| 5.3.1 工作装置评估焊缝的确定 |
| 5.3.2 建立包含焊缝细节的有限元模型 |
| 5.4 基于等效结构应力法的焊缝疲劳寿命计算 |
| 5.4.1 FE-SAFE及 Verity模块介绍 |
| 5.4.2 FE-SAFE计算焊线疲劳寿命 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）基于视觉SLAM的履带式液压挖掘机行走轨迹跟踪控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 自主行走挖掘机的发展现状 |
| 1.3 挖掘机轨迹跟踪控制国内外研究现状 |
| 1.3.1 轨迹跟踪控制国内研究现状 |
| 1.3.2 轨迹跟踪控制国外研究现状 |
| 1.4 挖掘机视觉定位及SLAM研究现状 |
| 1.4.1 挖掘机视觉定位研究现状 |
| 1.4.2 视觉SLAM研究现状 |
| 1.4.3 视觉SLAM车辆应用 |
| 1.5 课题研究内容及目的 |
| 2 液压挖掘机行走轨迹跟踪控制系统软硬件系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 挖掘机行走轨迹跟踪控制系统总体架构 |
| 2.2.1 挖掘机的结构分析 |
| 2.2.2 挖掘机行走轨迹跟踪控制系统的总体设计 |
| 2.3 挖掘机行走轨迹跟踪控制系统硬件系统设计 |
| 2.4 挖掘机行走轨迹跟踪控制系统通信层软件设计 |
| 2.5 视觉SLAM相机选型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 履带式液压挖掘机行走系统建模分析及仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液压挖掘机行走系统的工作原理 |
| 3.3 液压行走系统建模 |
| 3.3.1 电磁比例减压阀模型 |
| 3.3.2 液控比例换向阀-马达模型 |
| 3.4 履带行走系统运动学与动力学分析 |
| 3.4.1 履带行走机构理想运动学与动力学分析 |
| 3.4.2 考虑滑移的履带行走机构运动学与动力学分析 |
| 3.5 基于运动学模型的PID速度控制器设计 |
| 3.5.1 实际行走系统模型 |
| 3.5.2 基于履带运动学模型的PID速度控制器设计及性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于视觉SLAM的挖掘机行走定位研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 视觉里程计的建立 |
| 4.2.1 双目相机运动模型 |
| 4.2.2 双目里程计模型 |
| 4.3 视觉SLAM后端优化 |
| 4.3.1 基于关键帧的定位技术 |
| 4.3.2 基于图的位姿优化 |
| 4.3.3 基于回环检测的位姿优化 |
| 4.4 双目视觉SLAM实现 |
| 4.4.1 双目相机的标定及极线矫正 |
| 4.4.2 基于ROS平台的SLAM定位的实现 |
| 4.4.3 定位实验 |
| 4.5 上车机构初始回转角度估计及中心位姿的获取 |
| 4.5.1 运动坐标变换 |
| 4.5.2 基于最小二乘法的回转角度估计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 挖掘机行走轨迹跟踪控制器的设计与实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 挖掘机行走轨迹跟踪控制器设计 |
| 5.2.1 挖掘机行走轨迹跟踪控制器框架设计 |
| 5.2.2 基于刚体运动学模型的位置环控制 |
| 5.2.3 位置环和速度环结合的控制器设计与仿真 |
| 5.3 挖掘机行走速度控制实验 |
| 5.3.1 挖掘机行走开环速度控制实验 |
| 5.3.2 挖掘机行走闭环速度控制实验 |
| 5.4 挖掘机轨迹跟踪控制实验研究 |
| 5.4.1 挖掘机直线轨迹跟踪控制实验 |
| 5.4.2 挖掘机圆弧轨迹跟踪控制实验 |
| 5.4.3 挖掘机圆弧加直线轨迹跟踪控制实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 课题工作总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
四、液压挖掘机关键技术综述（论文参考文献）
- [1]混合动力液压挖掘机节能特性研究[D]. 吕涵. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]基于恒压蓄能器的挖掘机动臂能量再生研究[D]. 马浩钦. 太原科技大学, 2021
- [3]基于图数据库的液压挖掘机专题知识库的研究与开发[D]. 陈加才. 四川大学, 2021(02)
- [4]一种新型正铲液压挖掘机工作机构的研究[D]. 黄一洋. 广西大学, 2020
- [5]纯电驱液压挖掘机电气式动臂势能回收与再利用系统研究[D]. 关澈. 太原理工大学, 2020(07)
- [6]主被动复合驱动液压挖掘机上车回转系统特性及能效研究[D]. 刘彪. 太原理工大学, 2020(07)
- [7]电动挖掘机动力源匹配及流量控制方法的研究[D]. 史凌波. 西南交通大学, 2020(07)
- [8]小型液压挖掘机的新型动臂势能再生系统研究[D]. 胡薜礼. 长沙理工大学, 2020(07)
- [9]液压挖掘机工作装置动力学仿真与疲劳寿命评估研究[D]. 丁新. 长安大学, 2020(08)
- [10]基于视觉SLAM的履带式液压挖掘机行走轨迹跟踪控制研究[D]. 章晓伟. 浙江大学, 2019(01)