工程机械概论电子教案编写人周春华副教授黄长礼副教授
1 工程机械的地位和作用
工程机械,工程施工机械或建筑施工机械
工程机械分类,十八大类（ 我国的工程机械行业划定的范围包括,挖掘机械,铲土运输机械,工程起重机械、
工业车辆、电梯与扶梯、压实机械、桩工机械、凿岩机械、气动工具、混凝土机械、钢筋及予应力机械、
装修机械、市政工程与环卫机械、路面机械、线路机械、军用工程机械、工程机械专用零部件以及其他工程机械等十八大类）
地位与作用,国民经济基本建设施工中发挥重大作用下一页液压挖掘机 返回推土机 返回推土机 返回
2 工程机械的 基本组成 与 发展要求
工程机械的基本组成
a.动力（柴油机、汽油机、电机）
b.底盘（车架、传动、走行、制动、司机室等，其核心是传动系统）
c.工作装置（直接对外作功的部分 ）
图例
工程机械的发展要求
a.工程机械结构、部件、性能匹配的进一步完善和优化
b.节能与净化排气
c.提高操作性、安全性、舒适性
d.提高自动化、智能化
e.提高可靠性
3 工程机械的最新发展技术
a.现代设计法
b.机电一体化技术
c.机器人技术
d.电液集成控制技术
e.虚拟现实技术下页机电一体化技术电子技术、传感器技术与机械结合，实现机械的自动控制、自动监测和处理，这就是机电一体化技术。工程机械采用机电一体化技术，是提升技术档次和技术性能、
实现产品更新换代的一个重要发展方向。工程机械采用该技术的目的和内容：
1.节约能源、净化排气、提高效率
a.发动机上采用电子控制燃油喷射系统，使燃油充分燃烧，净化排气
b.发动机上采用负荷反馈电子控制装置，使发动机处于最佳功率和耗油状态
2.提高操作性和舒适性
a.采用自动控制技术和无线电通讯控制技术，使精细操纵自动化，复杂操纵简单化危险操纵遥控化
b.采用空调、电视、电信以及隔音、隔振等装置，提高乘坐和工作的舒适性
3.提高安全性及运行状态监控能力
a.装备运行状态和故障诊断实时电子控制系统，可显示运行状态、故障部位和类型
b.装备安全防护装置，保证工作与运行安全,如起重机的防倾翻和防过载系统、运行 机械的防抱死系统（ Antilock Brake System，即 ABS）
返回例 如,1994年日本长崎火山爆发区，为清除火山土石流进行了一次大规模的无人化施工，
现场所有工程机械（如挖掘机、推土机、装载机和自卸汽车）都是遥控操纵的，而操纵室位于几千米外的安全地带，通过 三维立体摄像机、自动跟踪光波测距仪、卫星测位系统 等装置，取得现场的施 工信息和图像，并通过计算机在屏幕上显示出来，使操纵者有身临其境之感，并可自如地控制现场施工。
返回机器人技术机器人技术就是综合运用机、电、液、声、光等多种技术，实现机械智能控制的一种先进技术。该技术应用于机械上产生两大类机器人：
结构化环境下的机器人，如工业机器人非结构化环境下的机器人，如凿岩机器人机器人技术应用于工程机械，我国始于九十年代，并主要表在两个方面：
a,特种机器人在工程上的直接应用,如中南大学研制的,凿岩机器人,,山东矿院研制的,喷浆机器人,。
b.传统工程机械的机器人化,即给传统工程机械的某些动作，引入机器人的控制技术，使其控制能力、工作适应能力等得到进一步改善。
传统工程机械的机器人化，这是工程机械继机电一体化后，更为完整的发展方向，
也符合国家科技部和,863”计划的发展战略 （机器人化的机器是高科技发展的重要方向 ）
机器人技术应用在工程机械上，主要包含下列关健技术：
1.位置识别技术采用 外部位置识别法 （借助于超声波和电磁波以及外部基准点）和 内部位置识别法 （借助于走行速度传惑器和回转角传感器测定走行数据）自动辨认所处位置。
2.位置诱导技术采用激光作外部诱导（导向）或磁力计、倾斜计作内部诱导，使机械偏离设定轨迹后自动复位。
3.作业对象辨认技术采用超声波技术或图像处理技术识别作业对象的位置、大小、形状
4.物性评价技术自动测定作业对象的特性，如种类、含水量、密度等物理性质以及强度、刚度等力学性质，并自动选择最佳作业方式
5.人工智能技术采用专家系统、模糊控制理论建立机械的推理和学习功能，使其具有思维判断能力和自我适应能力返回电液集成控制技术工程机械的传动方式有四种,机械传动、电传动、气压传动、液压传动,而液压传动以其易于调速、传递功率大、简化结构、便于控制等优点，在工程机械上得了广泛的应用。随着电子技术的飞速发展，液压传动中的控制技术正在发生着巨大的变化，并与电子技术集成而形成电子液压集成液压系统。
电液集成控制系统的工作原理如下：
电液集成控制系统由 传感器部分、电子控制部分 （含微处理机）、以及 执行器部分 （电控油泵,油马达、阀）组成，各传感器采集有关信息输入电子控制部分，
经微处理机信息处理后输出电信号，执行器将弱的电信号转化为相对应的大功率的液压信号，使机械产生相应的力和运动。 例如小松公司推出的 D66S型履带装载机，采用电液集成控制系统，可自动实现装载机的转向、制动、行驶和作业，
根据不同工况自动进入最佳运行和作业状态。
返回虚拟现实 技术虚拟现实技术就是利用计算机产生一个三维的、基于感知认识的临场环境，
实现人与机器之间理想交互的一钟技术。它 即可以将某种概念设计或构想可视化和可操作化,又可以实现逼真的遥控现场效果,从而形成一种将操作人员与机械有机结合的全新控制模式。
返回本课程介绍
1 课程性质,交通土建类学生的一门重要的机械基础课程
2 课程内容,机械基础,工程机械构造与原理、工程机械运用与管理
3 学习目的,正确了解和使用工程机械,培养懂施工、懂机械的复合型人才
4 学习方法,立足于基本概念、基本原理的掌握 ;理论联系实际
1 工程机械的地位和作用
工程机械,工程施工机械或建筑施工机械
工程机械分类,十八大类（ 我国的工程机械行业划定的范围包括,挖掘机械,铲土运输机械,工程起重机械、
工业车辆、电梯与扶梯、压实机械、桩工机械、凿岩机械、气动工具、混凝土机械、钢筋及予应力机械、
装修机械、市政工程与环卫机械、路面机械、线路机械、军用工程机械、工程机械专用零部件以及其他工程机械等十八大类）
地位与作用,国民经济基本建设施工中发挥重大作用下一页液压挖掘机 返回推土机 返回推土机 返回
2 工程机械的 基本组成 与 发展要求
工程机械的基本组成
a.动力（柴油机、汽油机、电机）
b.底盘（车架、传动、走行、制动、司机室等，其核心是传动系统）
c.工作装置（直接对外作功的部分 ）
图例
工程机械的发展要求
a.工程机械结构、部件、性能匹配的进一步完善和优化
b.节能与净化排气
c.提高操作性、安全性、舒适性
d.提高自动化、智能化
e.提高可靠性
3 工程机械的最新发展技术
a.现代设计法
b.机电一体化技术
c.机器人技术
d.电液集成控制技术
e.虚拟现实技术下页机电一体化技术电子技术、传感器技术与机械结合，实现机械的自动控制、自动监测和处理，这就是机电一体化技术。工程机械采用机电一体化技术，是提升技术档次和技术性能、
实现产品更新换代的一个重要发展方向。工程机械采用该技术的目的和内容：
1.节约能源、净化排气、提高效率
a.发动机上采用电子控制燃油喷射系统，使燃油充分燃烧，净化排气
b.发动机上采用负荷反馈电子控制装置，使发动机处于最佳功率和耗油状态
2.提高操作性和舒适性
a.采用自动控制技术和无线电通讯控制技术，使精细操纵自动化，复杂操纵简单化危险操纵遥控化
b.采用空调、电视、电信以及隔音、隔振等装置，提高乘坐和工作的舒适性
3.提高安全性及运行状态监控能力
a.装备运行状态和故障诊断实时电子控制系统，可显示运行状态、故障部位和类型
b.装备安全防护装置，保证工作与运行安全,如起重机的防倾翻和防过载系统、运行 机械的防抱死系统（ Antilock Brake System，即 ABS）
返回例 如,1994年日本长崎火山爆发区，为清除火山土石流进行了一次大规模的无人化施工，
现场所有工程机械（如挖掘机、推土机、装载机和自卸汽车）都是遥控操纵的，而操纵室位于几千米外的安全地带，通过 三维立体摄像机、自动跟踪光波测距仪、卫星测位系统 等装置，取得现场的施 工信息和图像，并通过计算机在屏幕上显示出来，使操纵者有身临其境之感，并可自如地控制现场施工。
返回机器人技术机器人技术就是综合运用机、电、液、声、光等多种技术，实现机械智能控制的一种先进技术。该技术应用于机械上产生两大类机器人：
结构化环境下的机器人，如工业机器人非结构化环境下的机器人，如凿岩机器人机器人技术应用于工程机械，我国始于九十年代，并主要表在两个方面：
a,特种机器人在工程上的直接应用,如中南大学研制的,凿岩机器人,,山东矿院研制的,喷浆机器人,。
b.传统工程机械的机器人化,即给传统工程机械的某些动作，引入机器人的控制技术，使其控制能力、工作适应能力等得到进一步改善。
传统工程机械的机器人化，这是工程机械继机电一体化后，更为完整的发展方向，
也符合国家科技部和,863”计划的发展战略 （机器人化的机器是高科技发展的重要方向 ）
机器人技术应用在工程机械上，主要包含下列关健技术：
1.位置识别技术采用 外部位置识别法 （借助于超声波和电磁波以及外部基准点）和 内部位置识别法 （借助于走行速度传惑器和回转角传感器测定走行数据）自动辨认所处位置。
2.位置诱导技术采用激光作外部诱导（导向）或磁力计、倾斜计作内部诱导，使机械偏离设定轨迹后自动复位。
3.作业对象辨认技术采用超声波技术或图像处理技术识别作业对象的位置、大小、形状
4.物性评价技术自动测定作业对象的特性，如种类、含水量、密度等物理性质以及强度、刚度等力学性质，并自动选择最佳作业方式
5.人工智能技术采用专家系统、模糊控制理论建立机械的推理和学习功能，使其具有思维判断能力和自我适应能力返回电液集成控制技术工程机械的传动方式有四种,机械传动、电传动、气压传动、液压传动,而液压传动以其易于调速、传递功率大、简化结构、便于控制等优点，在工程机械上得了广泛的应用。随着电子技术的飞速发展，液压传动中的控制技术正在发生着巨大的变化，并与电子技术集成而形成电子液压集成液压系统。
电液集成控制系统的工作原理如下：
电液集成控制系统由 传感器部分、电子控制部分 （含微处理机）、以及 执行器部分 （电控油泵,油马达、阀）组成，各传感器采集有关信息输入电子控制部分，
经微处理机信息处理后输出电信号，执行器将弱的电信号转化为相对应的大功率的液压信号，使机械产生相应的力和运动。 例如小松公司推出的 D66S型履带装载机，采用电液集成控制系统，可自动实现装载机的转向、制动、行驶和作业，
根据不同工况自动进入最佳运行和作业状态。
返回虚拟现实 技术虚拟现实技术就是利用计算机产生一个三维的、基于感知认识的临场环境，
实现人与机器之间理想交互的一钟技术。它 即可以将某种概念设计或构想可视化和可操作化,又可以实现逼真的遥控现场效果,从而形成一种将操作人员与机械有机结合的全新控制模式。
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1 课程性质,交通土建类学生的一门重要的机械基础课程
2 课程内容,机械基础,工程机械构造与原理、工程机械运用与管理
3 学习目的,正确了解和使用工程机械,培养懂施工、懂机械的复合型人才
4 学习方法,立足于基本概念、基本原理的掌握 ;理论联系实际
