自動推土機

自動推土機是利用全球定位系統（GPS）和安裝在工程機械上的感測器實時掌握工程機械自身的位置、挖掘地面的鏟刀和機械臂的狀態以及地面情況等數據，將作業指示數據傳送到工程機械配備的控制盒後，可以一邊利用測量系統確認情況一邊施工的自動工程機械。

基本介紹

• 中文名：自動推土機
• 外文名：autopatrol
• 領域：土木工程
• 發展趨勢：高效率、低成本、大型化
• 原理：自動控制原理
• 類型：工程機械

發展狀況

近年來推土機得到了迅速的發展，新產品不斷推出．新結構不斷湧現 ．自動化水平不斷提高。同時其作業性能、燃料經濟性、可靠性、耐久性、維修性、操作性、舒適性和安全性等方面也有很大程度 的提高 特別是微電子技術向推土機滲透，電子計算機、超大規模積體電路和感測器技術的採用，使推土機逐步向機電一體化方向發展。

小松自動推土機

這款推土機利用感測器技術等，能夠自動完成整地作業。此外，年內還將在歐洲推出自動液壓挖掘機。這些機械能夠替代熟練施工人員的技術，有望在受人手不足和老齡化困擾的已開發國家吸引需求。此外，該領域的最大廠商卡特彼勒也在大力發展自動工程機械，圍繞自動化展開的競爭正日趨激烈。

小松在德國慕尼黑舉行的工程機械展銷會上展出了上述推土機。小松社長大橋徹二表示，“通信網路的發達正在改變所有產業的工作方式。希望利用通信技術進一步推進工程機械自動化”。

發動機自動控制

發動機工況控制

小松公司推土機的工況控制通過電子控制調速器來實現，能直接改變發動機外特性曲線，適應不同模式動力需要。

液動電子噴油裝置

卡特彼勒公司D10R型推土機採用HEUI系統，可實現對燃油噴射壓力、噴射正時、噴射持續時間、噴油量及燃油噴射狀態的全面控制，從而獲得最佳燃燒狀態和理想的發動機特性，減少了噪聲，降低了燃油消耗，提高了燃油效率。

可控轉速冷卻風扇

冷卻風扇可根據溫度變化自動控制轉速 。感測器自動檢測發動機冷卻水溫和變矩器油溫，通過電磁閥控制風扇油路的雙聯泵的倒流和分流來改變驅動冷卻風扇的液壓馬達速度。當水溫 、油溫降低時風扇可低運旋轉；當溫度高時風贏轉速增加在滿足發動機冷卻需要的條件下．儘量使風扇保持較低轉速 以提高發動機有效功窒的利用塞，降低噪聲．提高生產率和燃油經濟性。

工作機構的自動控制

推土機鏟刀自動控制

通過基準感測器檢測鏟刀實際高度與設備目標高度值進行比較．然後由電液控制系統來控制鏟刀的高度以滿足作業要求。

鏟刀自動復位控制

鏟刀抬高后，按下自動復位開關，鏟刀自動落到設定推土位置，鏟刀傾斜後能自動回復到水平位置。

推土鏟負荷自動控制

自動調節推土鏟負荷和改變車速，使發動機、傳動系、推土鏟和行走機構間有最佳匹配，使推土機工作在最佳狀態。

推土鏟切土深度自動控制

推土鏟刀操縱桿動作頻繁，人工難以控制切土深度可根據發動機轉速的變化，利用微機自動控制鏟刀液壓缸升降，從而達到控制鏟刀切土深度。

履帶打滑自動控制

推土機經常工作在地面不平、岩石狀況變化很大的地方，履帶打滑現象不斷發生，當發生嚴重打滑時，牽引力勢必下降，不僅降低履帶壽命和作業效率，而且增加油耗。為使機械處於最佳運轉狀態，小松公司D555A 型推土機上裝有功率感測器，實現對履帶打滑的控制。與人工控制相比，在作業量相同的情況下 ，履 帶打滑率減少了 30% ，燃油消耗減少 5% ，履帶磨損減少 20%一30%。

監測與故障診斷系統

電子監測系統

卡特彼勒公司開發的電子監系統 (EMS) 用於分析推土機臨界溫度和壓力，並能對作業系統進行修正或要求司機停機，以及顯示出 3 級聲光報警信號：① 儀錶盤上發光二級管提醒司機設備有潛在問題 ② 主報警燈發亮，告知有的部件要損壞 ；③ 閃光燈和喇叭商時發出報警，表示不停機將立刻出現損壞。

小松公司生產D475A 一2型推土機裝有 電子監測系統，能利用安裝在設備上的各種感測器，通過液晶顯示屏監測發動機油壓、水箱水位和水溫 、變矩器油溫及液壓油油溫。

故障診斷系統

卡特彼勒公司D10R 型推土機的動力傳動集 成化系統，通過CA T數據傳遞裝置使發動機與變速器之間的數據相互交接 相互作用，從而提高了故障診斷速度和維修方便性。

此外 ，小松公司近來生產的海底作業的推土機，可通過電纜在海面上進行遙控操作，已投入使用。

總之，推土機正向智慧型化、機電一體化方向發展。附加新功能實現無人駕駛和無線電遙控的推土機可在危險地方作業；雷射自動調平系統；自動負荷控制裝置和提高機能性進行故障診斷撮警等裝置的不斷改進和完善 ，並最終實現機器人化，減輕人的體力和腦力勞動，把人從繁重的、危險的勞動中解放出來．並帶來顯著的經濟效益，是履帶式推土機新的發展動向。

推土負荷自動控制

（1）通過測定推土機上調速手柄位置和發動機轉速，以間接確定推土機負荷，從而可實現推土機推土負荷的自動控制。

（2）採用了控制器，使推土機根據工況自動控制鏟刀進行適當升降，因而在常規推土作業時不會形成土坎，提高了推土作業的質量；而在特殊工況下鏟刀又能及時作出較大反應，提高了應變能力。

（3）利用了液壓傳動技術，使控制鏟刀的姿態得以實施。

（4）利用了負荷閉環負反饋，使整個系統形成了一個有機體。推土機在推土作業中根據需要可保持在所期望的負荷狀態下運轉，從而既不傷機器又提高了推土作業的工效。

鏟刀姿態自動控制

（1）採用了耦合開關，以滿足平地作業與推土作業的不同要求，擴大半自動化作業範圍。

（2）採用垂直陀螺儀及傾翻架，從而在鏟刀架這一運載體上建立了人工水平和基準面，並得以檢測出給定傾角與鏟刀實際傾角之差，為自動控制推土機鏟刀姿態奠定了基礎。

（3）使用控制器作出決策，以適應平地作業複雜的工藝要求。

（4）利用液壓傳動以實施對鏟刀姿態的控制。

（5）採用採樣——斷續輸出控制以滿足半自動平地工藝要求。

（6）採用了閉環負反饋控制。