对液压挖掘机智能化的思考

耿家文

摘 要： 随着科技不断进步，我国液压挖掘机产业进入飞速发展期，行业企业为提高产品竞争力纷纷将智能化作为液压挖掘机技术发展重点方向，下大力气开展技术攻关。液压挖掘机上应用智能化技术，能够让挖掘机实现自动作业，省去操作人员的繁琐操作，同时可提高工作效率和作业质量。本文对液压挖掘机智能化进行思考，结合液压挖掘机应用工况了解智能化需求，提出液压挖掘机智能化发展方向，为智能挖掘机发展及产业化提供相应参考。

关键词：挖掘机;智能化;思考

液压挖掘机及其变形产品极多，广泛应用于土石方工程、矿山开采、隧道施工、道路施工、农田作业、市政绿化、城市建设、岩石破碎等场景，有些场景例如挖掘机平坡作业，重复动作多，精细化操作要求高;有些场景挖掘机连续作业时间达到上百小时，实施“人员换班，机器不停”的工作制;在一些危险场景例如排爆和危险救援场景，对操作手的生命安全构成威胁等等，这些场景都对液压挖掘机智能化提出了新的要求，如何减轻操作人员的工作强度，提高其操作精度，如何实現无人操控用于危险作业场景，是挖掘机的智能化发展必须解决的问题。

一、挖掘机的智能化需求

（一）施工精度和效率需求

挖掘机在平坡作业、管道作业等等方面有着非常重要的应用，而在这类施工中主要是依靠操作人员的经验和技巧，以及相应测量人员的有效配合，来开展相应的工作[1]。这样就导致其工作效率较低，施工精度也较难达到预期效果。随着我国人工成本的越来越高，以及对于施工质量的要求越来越严格，液压挖掘机智能化需求越来越迫切。

（二）特殊环境需求

挖掘机不仅在各种工程中发挥着重要作用，还会在某些特殊环境中有着不可替代的作用[2]。比如在救灾、危险隧道等方面都需要挖掘机能够到达并完成相应的工作。这些场景迫切需求无人驾驶挖掘机，只有实现智能化，无人化，才能够让挖掘机更好的应用于各种危险环境下的施工。

二、挖掘机智能化行业现状

目前，液压挖掘机智能化应用还处于自动化施工技术发展阶段，在自动化施工技术中，坡度控制系统产业化应用较为成熟，其主要是通过挖斗轨迹精准控制，实时检测动臂、斗杆、铲斗、回转相对位移数据，闭环控制挖斗运行轨迹，辅助机手实现半自动化操作，高效完成平整、修坡等作业，并可以设置安全作业区间，保证机器操作的安全性。

虽然无人操控技术及遥操作技术等在某些行业已成熟应用，但由于液压挖掘机应用场景复杂，工况多变加之本身液压控制技术难度大，遥操控、无人操控技术并未实现大批量产业化应用。

三、液压挖掘机智能化技术发展方向

当前我国智能化技术快速发展，由于液压挖掘机作业工况复杂，智能化技术还需结合对施工工况的研究选择适于产业化的技术方向，本文结合当前液压挖掘机行业发展需求及智能化技术现状提出液压挖掘机智能化技术发展方向如下：

（1）人机智能交互控制技术，开发WIFI、蓝牙、USB、语音、视频等多种人机交互方式，数据通过液晶屏实时显示，从而对挖掘机实现更好控制，使其在平底装车、甩方、平地作业、浅挖和深挖等作业过程中动作更协调，作业效率更高。

（2）智能称重系统，实时检测动臂油缸压力和挖斗运行轨迹等数据，实现装车作业中，自动完成对物料的称重，并对挖掘斗数进行记数，为机群联合作业和数字化施工提供技术支撑。

（3）数据远程传输及应用技术，应用5G技术，增加卫星通信扩展模块，音频和视频信号实现远程传输，建立机群联合作业平台，实现人机远程交互。

（4）液压挖掘机遥操作及无人操控技术，研究遥操作电控化技术、远程遥控座舱等，开发挖掘机无线遥操作平台;研究360°全景影像技术、图像传输及处理技术、数据传输及处理技术，开发液压挖掘机无人操控作业平台。

结 语

总而言之，在我国液压挖掘机行业不断发展过程中，智能化技术可以广泛拓展挖掘机的应用边界，可以有效提升作业效率与质量，也可以实现节能环保的国家要求，目前各种应用工况对挖掘机智能化需求迫切，智能化已经成为当前液压挖掘机技术最主要的发展方向，推动智能挖机产业发展是行业企业的必然选择。

参考文献

[1] 王洪光，祝成东，刘营，赵振彪.一种挖掘机智能启动控制技术[J].工程机械，2020，51（04）：7-11+6.

[2] 黄杰，王东，王新晴，殷勤，邵发明.液压挖掘机作业循环状态智能识别方法[J].浙江大学学报（工学版），2019，53（09）：1663-1673.