智能推土机关键技术及应用

2022-03-16 16:16


  推土机在大型机场、公路、矿山开采等国家重点建设和抢险救灾领域具有举足轻重的地位,也是国防建设必不可少的核心设备。项目经过十多年的艰苦攻关,突破了推土机的智能驾驶作业、节能降耗、远程维护的关键技术,取得的主要创新如下:

  首创实时全息远程遥控技术,实现了多传感器融合的无人驾驶推土机定位,解决了现场级驾驶场景真实还原和快速现场感知难题。采用场景模型简化和边缘特征模糊修正,提高了传输速度。攻克了施工任务调度与施工方案优化、作业路径智能规划难题,基于作业需求与动力总成状态确定发动机运行功率模式。构建了推土机多策略安全作业机制,多角度研发了挡位、转向和制动精准调整与控制技术,保证了推土机作业过程的精准执行。开发了基于自我学习的故障智能诊断方法,构建了故障及健康状态的远程监控系统。首次实现了基于5G的推土机智能遥控和无人驾驶,循环作业图像延时不大于0.34秒。

  探索出适合推土机工况特点的发动机三功率运行模式,探明了推土机工作过程中的机、热、电、液多物理场耦合机理,搭建了柴油机与液压传动匹配控制多目标优化平台,确定了发动机和传动系统设计参数和高效率运行区间,构建了动力总成瞬态控制模型,构建了模拟大功率推土机负荷静压传动性能校验系统,提高推土机的经济性和可靠性。开发了适合于大功率静液压推土机的多泵多马达功率合流行走驱动系统,研制出大功率静液压推土机,显著降低了油耗。

  提出了考虑整机和零部件一体化多维度疲劳耐久性和减震隔振设计体系,降低了推土机因作业条件恶劣带来的可靠性风险;优化了复杂液压系统结构,在保证的功能的同时提高了液压系统的寿命;构建了热管理系统的精准控制策略,减少了热负荷冲击的风险;实现了推土机可靠性的跃升,智能推土机产品可靠性显著高于国内同类产品,得到用户一致好评。

  项目获发明专利33件;软件著作权6件;主持和参与制订国家标准3项,行业标准2项。开发的系列化智能推土机产品,作业效率、燃油消耗量和远程维护等技术指标显著优于国外同类产品。经专家鉴定,应用该项目技术开发的DH17-C2遥控推土机整体技术达到国际领先水平。近三年推土机产品国内市场占有率达60%以上,项目相关产品累计实现经济效益76.97亿元。

  项目产品已广泛应用于抢险救援、智慧矿山、高速公路和国防建设等领域。其中全球首台5G遥控型推土机SD52-5E实现了对国际工程机械巨头的比拼超越,大功率SD90-5智能推土机已用于智慧矿山建设,入选了“中国工业首台套重大技术装备示范项目”。

  获奖等级:二等奖

  完成单位:山推工程机械股份有限公司