韦赞洲， 王 虎

（1.广西柳工机械股份有限公司挖掘机研究院，广西 柳州 545007；2.上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心，广西 柳州 545007）

0 引 言

挖掘机是土石方施工领域的重要机械，被誉为“工程机械之王”，在采矿、基建、市政建设领域以及农业、林业都发挥着重要的作用。随着对设备智能化和适应作业环境要求的提高，特别是在深水环境、强辐射或毒气环境、宇宙空间的合理开发等作业需求，普通的挖掘机已经无法满足，这就迫切要求开发智能化程度更高的挖掘机，采用挖掘机器人的自主操作形式实现人机分离。挖掘机器人的主要用途仍然是挖掘，其基本结构与工作原理和普通挖掘机相同，最大的突破在于挖掘机器人具有人工智能的特征［1］。

1 挖掘机基本结构与工作原理

1.1 挖掘机基本结构

挖掘机根据工作装置、驱动方式、吨位等级可进行不同分类，现实中应用最广泛的挖掘机是履带式液压单斗反铲挖掘机，主要分为以下系统：工作装置、回转平台、行走机构、动力系统、液压系统、电气系统、覆盖件、驾驶室等部件，如图1所示。

图1 挖掘机系统图

根据结构特征从回转机构处可以分为上、下两部分。上部主要包括动力系统、电气系统、液压系统、驾驶室、覆盖件，简称上部机构；下部主要是包括行走架、引导轮、驱动轮、履带等部分的行走机构。因此，挖掘机又可以概括为工作装置、上部机构、行走装置三大组成部分［2］，如图2所示。

图2 挖掘机结构图

工作装置是挖掘机实施作业的核心机构，主要包括：动臂、动臂油缸、斗杆、斗杆油缸、铲斗、铲斗油缸等，如图3所示。……