工程機械控制 挖掘機3D智能引導系統(tǒng)

【鐵甲工程機械網(wǎng)原創(chuàng)】目前，在國內(nèi)一些精挖、修整工程中，由于液壓挖掘機缺少引導控制手段，施工主要依賴于機手的操作經(jīng)驗：借視覺、感覺和測量人員配合工作，施工質(zhì)量不穩(wěn)定，精確高程、坡度控制，需要大量人力完成，綜合效率低下；在多雨季節(jié)需停工處理基坑、河道浸水問題，這已經(jīng)成為影響施工進度和質(zhì)量的棘手問題。挖掘機智能引導系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)施工中遇到的種種問題，即使在視力不及的盲區(qū)（例如在水下），鏟斗也能精確完成工作，徹底改變了人們對于挖掘機傳統(tǒng)施工方式的認識，平整度可達10mm,提高了機械施工精度和效率，節(jié)約了綜合施工成本. 

原理圖

其有以下幾方面優(yōu)勢：
1、針對土方挖掘施工類型，系統(tǒng)設定了五種工作模式，易學、操作簡單；
2、相對于放樣施工基準，可以設定目標工作面的高程、坡度和工作面轉(zhuǎn)折點；
3、以圖形、數(shù)值、不同高程LED顯示和聲音信號，多種方式指示實際鏟斗與目標工作面的相對位置，引導操作手精確施工；
4、在視力不及的盲區(qū)（例如在水下），鏟斗也能精確完成坡度、高程控制，提高工作效率；
5、可以日夜快速、精確修整施工,縮短工期,提高施工質(zhì)量；
6、減少測量人員和輔助施工人員數(shù)量，縮減人力成本和管理成本；
7、提高施工質(zhì)量，避免返工增加的成本；
8、安全生產(chǎn)，避免盲目操作破壞相鄰位置埋設的地下物，造成意外的經(jīng)濟賠償。

安裝后效果圖

以下以天寶GCS900為例，詳講挖機智能引導系統(tǒng)的安裝和檢測過程。  

一、安裝內(nèi)容：

1.安裝前的準備：挖機性能檢測，劃線，布線和確定安裝位置。

2.安裝設備：焊接（6處），傳感器（4個），GPS（2個），電臺（1個）等設備

3.安裝后測試：機器測量，機器設置和校核。

二、安裝步驟：

安裝整體圖

1.劃線

劃線

2.部件安裝

焊接部位

傳感器和電臺

控制箱和GPS

3.電源線連接

找到挖掘機電源繼電器模塊（一般在駕駛室座椅后面），打開保護蓋， 可以看到接線模塊。其中，紅色線連接的是非開關(guān)電源， 紫色線連接的是開關(guān)電源。將GCS900電源線的Power A(Unswitch Power)接到紅色接線，Power B(Switch Power)接到紫色接線。地線(黑色/白色)接到和機身相連的地線接頭處。

電源線A,B連接

4.機器設置

把挖機擺正，機臂伸展放在地面，挖斗斗齒前伸也放在地面。連接好各個部件。由管理員模式進入菜單，涉及的操作菜單有：（1）機器設置（2）單位設置（3）機器尺寸設置。按照菜單提示依此設置。

機器設置

機身尺寸設置

注意：當旋轉(zhuǎn)中心在大臂垂直中心線左側(cè)時，橫向距離值為負；當大臂軸銷中心在旋轉(zhuǎn)中心后面時，縱向距離值為負。而且，縱向距離和橫向距離量取時都是水平方向，不是斜方向值。 

5.機臂傳感器連接 

根據(jù)提示設定機臂各個傳感器，將斗柄和挖斗傳感器斷開，保持動臂傳感器連接，在菜單按下“設定動臂”按鈕；同樣方法設定斗柄和挖斗傳感器。 

傳感器連接

診斷：進入配置菜單-診斷，可以查看有哪些設備沒有被識別。沒有診斷到的部件需要查看連接和線路。直到所有部件都被系統(tǒng)識別連接到，才可以進行下一步。 

連接診斷

6.校正傳感器

把挖機停放在平整場地上。為了保證GPS校正可以接受到足夠的衛(wèi)星，場地應該空視良好。進入安裝菜單—校正傳感器，足項選擇傳感器校正（機身—動臂—斗柄—挖斗）。做校正的時候，請按照控制箱提示，轉(zhuǎn)動機身，抬高/降低動臂，伸/縮斗柄或挖斗，量取相應的位置值，輸入控制箱。

傳感器校正

注：校正需要4組讀數(shù)，其角度差都在0.4°以內(nèi)。

7.校正GPS

停放機器，使得挖斗接觸地面時機器完全展開，從定位桿拿下右GPS接收機，用雙腳架把它安裝在與挖斗中齒對齊的位置，用GPS測量電纜把接收機連接到傳感器的任一接頭上。

在斗齒點測量結(jié)束后，按照提示把GPS接收機放置在動臂轉(zhuǎn)軸銷正上方，按提示測量。該點測量結(jié)束后，按提示把GPS接收機放回到機身后側(cè)右邊的定位桿上，測量5分鐘。最后，按提示旋轉(zhuǎn)機身180°，測量5分鐘。 

GPS測量

8.創(chuàng)建挖斗 

控制箱存在語言BUG，界面下創(chuàng)建的挖斗可能系統(tǒng)會不能識別。切換到英文界面，進入配置（Configuration）菜單-Create Bucket（當已經(jīng)創(chuàng)建有挖斗時，該條目顯示為選擇挖斗select bucket） 按照提示依次創(chuàng)建挖斗。

創(chuàng)建挖斗

9.驗證校正結(jié)果

所有測量和校正都結(jié)束后，需要驗證校正結(jié)果。在地上某個固定點使用UTS或GPS流動站測得坐標；將挖機的參考點（一般為挖斗左齒）放到點，從控制箱查看這點的坐標和流動站測量值的差。一般，在測量精度內(nèi)（3cm左右）都是可以接受的。如果相差較大，需要檢查機器尺寸或者校正是否存在問題。