工程機(jī)械控制 挖掘機(jī)3D智能引導(dǎo)系統(tǒng)

【鐵甲工程機(jī)械網(wǎng)原創(chuàng)】目前，在國(guó)內(nèi)一些精挖、修整工程中，由于液壓挖掘機(jī)缺少引導(dǎo)控制手段，施工主要依賴(lài)于機(jī)手的操作經(jīng)驗(yàn)：借視覺(jué)、感覺(jué)和測(cè)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(wèn)題，這已經(jīng)成為影響施工進(jìn)度和質(zhì)量的棘手問(wèn)題。挖掘機(jī)智能引導(dǎo)系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)施工中遇到的種種問(wèn)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(duì)于挖掘機(jī)傳統(tǒng)施工方式的認(rèn)識(shí)，平整度可達(dá)10mm,提高了機(jī)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(shì)：
1、針對(duì)土方挖掘施工類(lèi)型，系統(tǒng)設(shè)定了五種工作模式，易學(xué)、操作簡(jiǎn)單；
2、相對(duì)于放樣施工基準(zhǔn)，可以設(shè)定目標(biāo)工作面的高程、坡度和工作面轉(zhuǎn)折點(diǎn)；
3、以圖形、數(shù)值、不同高程LED顯示和聲音信號(hào)，多種方式指示實(shí)際鏟斗與目標(biāo)工作面的相對(duì)位置，引導(dǎo)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(cè)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(shè)的地下物，造成意外的經(jīng)濟(jì)賠償。

安裝后效果圖

以下以天寶GCS900為例，詳講挖機(jī)智能引導(dǎo)系統(tǒng)的安裝和檢測(cè)過(guò)程。  

一、安裝內(nèi)容：

1.安裝前的準(zhǔn)備：挖機(jī)性能檢測(cè)，劃線(xiàn)，布線(xiàn)和確定安裝位置。

2.安裝設(shè)備：焊接（6處），傳感器（4個(gè)），GPS（2個(gè)），電臺(tái)（1個(gè)）等設(shè)備

3.安裝后測(cè)試：機(jī)器測(cè)量，機(jī)器設(shè)置和校核。

二、安裝步驟：

安裝整體圖

1.劃線(xiàn)

劃線(xiàn)

2.部件安裝

焊接部位

傳感器和電臺(tái)

控制箱和GPS

3.電源線(xiàn)連接

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

電源線(xiàn)A,B連接

4.機(jī)器設(shè)置

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

機(jī)器設(shè)置

機(jī)身尺寸設(shè)置

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

5.機(jī)臂傳感器連接 

根據(jù)提示設(shè)定機(jī)臂各個(gè)傳感器，將斗柄和挖斗傳感器斷開(kāi)，保持動(dòng)臂傳感器連接，在菜單按下“設(shè)定動(dòng)臂”按鈕；同樣方法設(shè)定斗柄和挖斗傳感器。 

傳感器連接

診斷：進(jìn)入配置菜單-診斷，可以查看有哪些設(shè)備沒(méi)有被識(shí)別。沒(méi)有診斷到的部件需要查看連接和線(xiàn)路。直到所有部件都被系統(tǒng)識(shí)別連接到，才可以進(jìn)行下一步。 

連接診斷

6.校正傳感器

把挖機(jī)停放在平整場(chǎng)地上。為了保證GPS校正可以接受到足夠的衛(wèi)星，場(chǎng)地應(yīng)該空視良好。進(jìn)入安裝菜單—校正傳感器，足項(xiàng)選擇傳感器校正（機(jī)身—動(dòng)臂—斗柄—挖斗）。做校正的時(shí)候，請(qǐng)按照控制箱提示，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)身，抬高/降低動(dòng)臂，伸/縮斗柄或挖斗，量取相應(yīng)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?xún)?nèi)。

7.校正GPS

停放機(jī)器，使得挖斗接觸地面時(shí)機(jī)器完全展開(kāi)，從定位桿拿下右GPS接收機(jī)，用雙腳架把它安裝在與挖斗中齒對(duì)齊的位置，用GPS測(cè)量電纜把接收機(jī)連接到傳感器的任一接頭上。

在斗齒點(diǎn)測(cè)量結(jié)束后，按照提示把GPS接收機(jī)放置在動(dòng)臂轉(zhuǎn)軸銷(xiāo)正上方，按提示測(cè)量。該點(diǎn)測(cè)量結(jié)束后，按提示把GPS接收機(jī)放回到機(jī)身后側(cè)右邊的定位桿上，測(cè)量5分鐘。最后，按提示旋轉(zhuǎn)機(jī)身180°，測(cè)量5分鐘。 

GPS測(cè)量

8.創(chuàng)建挖斗 

控制箱存在語(yǔ)言BUG，界面下創(chuàng)建的挖斗可能系統(tǒng)會(huì)不能識(shí)別。切換到英文界面，進(jìn)入配置（Configuration）菜單-Create Bucket（當(dāng)已經(jīng)創(chuàng)建有挖斗時(shí)，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(yàn)證校正結(jié)果

所有測(cè)量和校正都結(jié)束后，需要驗(yàn)證校正結(jié)果。在地上某個(gè)固定點(diǎn)使用UTS或GPS流動(dòng)站測(cè)得坐標(biāo)；將挖機(jī)的參考點(diǎn)（一般為挖斗左齒）放到點(diǎn)，從控制箱查看這點(diǎn)的坐標(biāo)和流動(dòng)站測(cè)量值的差。一般，在測(cè)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(jī)器尺寸或者校正是否存在問(wèn)題。