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遥控是挖掘机机器人化的首要步骤,对实现作业高度智能化乃至无人驾驶具有重要意义。同时,在抢险救灾现场及一些高危作业场合,遥控挖掘机有助于解决驾驶舒适性和安全性问题。目前进行的遥控技术研究仅针对小吨位挖掘机,这已不能满足市场及其他特定领域的应用要求。 为了解决上述不足,本文基于一台24吨中大型液压挖掘机展开遥控操纵系统的研制。在完成对液压先导操纵系统的改造,使样机具备遥控作业的工作条件之后,为了保证遥控距离和通信实时性,选择以无线数传电台作为遥控操纵系统和样机之间的通信装置,然后提出了系统的总体研制方案,并以此逐步展开研究与开发工作,主要内容如下: 首先,为了实现操纵控制器的采集操纵装置信号、传送操纵指令和接收反馈信息功能,选用F28M35H52C为主控芯片,设计了电源电路、信号采集电路、通信接口电路、阀驱动电路和其他外围电路的原理图;完成了印制电路板开发,包括分层、布局、布线与输出光绘文件;在印制板焊接与装配之后,进行了操纵控制器的电气性能测试。 然后,对操纵装置的功能和设计要求进行了分析,选择霍尔型摇杆和按钮开关作为操作元件,并通过面板布局和壳体防护性能设计,实现了以硬件装置的形式进行遥控操纵。 最后,在 LabVIEW软件开发环境下进行了监控系统的设计,在虚拟操纵模块中实现了以软件程序的形式进行遥控操纵,在视频显示模块中通过调用ActiveX控件实现了视频显示、云台控制、监听、对讲、录像等操作,在虚拟仪表模块中基于串口通信方式实现了数据显示、刷新频率更改、波形保存、数据记录等功能。 本文研制的挖掘机遥控操纵系统包括操纵控制器、操纵装置、监控系统三大组成部分。经过对系统各组成部分的调试,表明本文所设计的遥控操纵系统可以应用于中大型挖掘机的遥控作业,在工程实际中具有一定实用价值。