无人驾驶挖掘机转向执行机构设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着科学技术的快速发展和社会对工程机械智能化需求的日益增长，无人驾驶技术在工程机械领域的应用研究逐渐成为热点。

挖掘机作为工程建设中应用最为广泛的工程机械之一，其无人驾驶技术的实现将极大地提高施工效率、降低人工成本、改善操作安全性，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

本课题的研究意义主要体现在以下几个方面：（1）推动工程机械智能化发展：无人驾驶挖掘机的研究将推动工程机械向智能化、自动化方向发展，促进工程机械行业的转型升级，提高我国工程机械行业的整体竞争力。

2. 本选题国内外研究状况综述

无人驾驶挖掘机作为一种新兴的智能化工程机械，近年来受到了国内外学者的广泛关注。

国外在无人驾驶挖掘机领域的研究起步较早，技术相对成熟。

例如，日本小松公司、美国卡特彼勒公司等工程机械巨头已经推出了各自的无人驾驶挖掘机产品，并将其应用于实际工程项目中。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题主要研究无人驾驶挖掘机转向执行机构的设计，具体内容包括以下几个方面：1.对无人驾驶挖掘机转向系统的需求进行分析，包括工作环境、功能需求、性能需求、可靠性与安全性要求等。

2.对比分析不同的转向执行机构方案，包括液压转向执行机构和电动转向执行机构，并根据无人驾驶挖掘机的特点选择合适的方案。

3.对转向执行机构的关键部件进行设计和计算，包括转向液压缸、转向电机、减速器、传感器等，并进行仿真分析，验证设计的合理性。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证相结合的方法，逐步开展以下研究工作：
1.需求分析阶段：通过查阅文献、调研相关企业，分析无人驾驶挖掘机转向执行机构的功能、性能、可靠性等方面的需求，明确设计目标和技术指标。

2.方案设计阶段：根据需求分析的结果，对比分析不同的转向执行机构方案，包括液压转向执行机构和电动转向执行机构，并结合无人驾驶挖掘机的特点，选择合适的方案。

3.关键部件设计与计算阶段：根据所选方案，对转向执行机构的关键部件进行设计和计算，例如，对于液压转向执行机构，需要设计转向液压缸、控制阀组等；对于电动转向执行机构，需要选择合适的转向电机、减速器等。

5. 研究的创新点

本课题的创新点在于将结合无人驾驶挖掘机的特点，对传统的转向执行机构进行改进和优化，设计一种高精度、高可靠性的转向执行机构。

具体而言，本课题将在以下几个方面进行创新：
1.基于模型预测控制的转向控制算法研究：针对无人驾驶挖掘机对转向精度和响应速度的更高要求，本课题将研究基于模型预测控制的转向控制算法，以提高转向系统的控制性能。

2.转向执行机构的轻量化设计：针对无人驾驶挖掘机对节能减排的需求，本课题将研究转向执行机构的轻量化设计，以降低转向系统的能耗。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王振林, 黄勇, 谭志勇, 等. 无人驾驶矿用自卸车发展现状及展望[j]. 矿山机械, 2021, 49(12): 1-7.

[2] 刘荣, 肖勇, 胡小华. 无人驾驶矿用卡车发展现状与趋势[j]. 工程机械, 2021, 52(7): 6-12.

[3] 刘金锋. 开源操作系统 ros 在自动驾驶汽车中的应用研究[d]. 北京: 北京交通大学, 2020.