本文主要介绍了一台挖掘机器人的软、硬件设计过程，参考国内外有关挖掘机在自动控制方面的功能，结合工程机械的发展趋势，制造出一台性能优良的试验型挖掘机器人，能实现任务规划、节能控制、半自动操作、工况监测、无线遥控等功能。全文主要包括以下几个方面： 1、挖掘机器人机电系统硬件设计。这一部分主要介绍了挖掘机器人硬件控制系统的设计思想和过程。整个挖掘机器人控制系统采用主—从式控制结构，主控计算机采用普通的PC机，挖掘机器人则作为从端，两者之间采用无线通讯。在从端的挖掘机器人控制系统设计中，采用了以现场总线为核心的分布式、开放式、模块化控制结构，运用现代设计方法将动力系统控制、关节伺服控制、遥控、通讯、数据采集等功能从硬件结构上划分为不同模块，同时每种模块又采用了相似的“母板+专用接口板”结构，简化了整个系统的设计，提高了软硬件的通用性和可靠性，使系统的维护、升级、控制参数调整变得极其方便。 2、挖掘机器人软件功能设计，包括底层的分布式控制软件和主控计算机的系统操作软件设计。通过运用统一软件开发过程的思想，用UML对整个挖掘机器人系统的功能进行了描述，从而将各种功能如动力系统控制、伺服控制、遥控、规划、工况监测、控制参数设置等功能有机地结合在一起，并能够在主控计算机上进行操作。其中的关键是分布式通讯和无线通讯，为此专门开发了相关的通讯协议，成功地实现了上述各种功能。在分布式控制软件设计中，采用了实时性很强的嵌入式操作系统，所有模块的软件都具有同样的构架风格，方便了软件的编写和维护。 3、各种关键技术的研究和实现，主要包括以下几方面：采用负流量控制原理的动力系统节能控制、关节伺服控制、回转控制、单杆操纵、轨迹规划等。在动力系统和关节伺服控制中基本上采用了PID控制算法，完全满足了单杆操纵、轨迹跟踪等控制功能的要求。