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222液壓挖掘機三維模型約束的添加將模型導入到ADAMS后，需要重新約定各構件之間的約束關系，因為ADAMS只能提供各構件的初始位置，并不能將裝配關系也導入進來，所以首先在ADAMS中要進行約束的添加，即要確定各構件之間的運動副類型，通常有基本約束和運動副兩種形式，根據挖掘機各構件之間的實際運動情況，本文挖掘機虛擬樣機所添加的運動副類型有：旋轉副、滑動副、圓柱副、球面副和基本約束，挖掘機三維模型具體運動副的分配情況如表21所示。利用ADAMS對建立好的液壓挖掘機的三維虛擬樣機進行正確性測驗，結果如圖2所示。其中包括12個構件、1個圓柱副、8個旋轉副、1個球面副、3個滑移副、3個點線副，無冗余約束，可見所建虛擬樣機模型正確。液壓挖掘機的作業動作一般分為到停機點準備環節、挖掘環節、抬臂回轉環節、卸料環節和回轉降臂環節，在各個環節中由工作裝置各油缸驅動操作。

(2)完成了液壓挖掘機工作裝置PID控制系統的聯合仿真研究與理論仿真研究，并結合實際仿真情況，對比說明了考慮工作裝置動力學的重要性。采用聯合仿真分析研究與理論仿真分析研究分別進行液壓挖掘機的控制系統分析，聯合仿真是采用動力學仿真軟件ADAMS與控制系統分析軟件MATLAB/Simulink有機地連接起來，實現機電～體化聯合仿真，最終得到液壓挖掘機虛擬樣機鏟斗斗尖軌跡，并將其與理論給定軌跡，未加PID控制得到的軌跡分別比較，可知PID控制極大地加強了對挖掘機鏟斗斗尖軌跡的控制，對以后的挖掘機控制系統研究具有指導意義；理論仿真是通過計算控制系統各環節的傳遞函數，尤其是動臂、斗桿工作裝置的傳函，在MATLAB/Simulink里建立PID控制系統框圖，進行控制仿真分析，最終得到在添加PID控制算法下動臂、斗桿系統的階躍曲線與正弦信號跟隨曲線，并與未加PID控制進行比：而且對關于考慮動力學與不考慮動力學兩種情況進行了對比研究，得出考慮動力學對挖掘機控制系統的必要性。

挖掘機挖掘作業是一般分為以下幾個步驟：到停機點準備階段、挖掘階段、抬臂回轉階段、卸料階段、降臂回轉階段，如此完成一個工作循環。目前，針對挖掘機的加工制造，我國現有企業還是與國外存在一定差距，其中比較典型的是：產品質量低、加工精度差、產品類型少，由此可以看出對挖掘機進行設計理論分析還是有很大必要的。挖掘機大致可以分為小型、中型、大型三種類型，目前，國內液壓挖掘機的開發僅限于小型液壓設備，在中大型設備的研究上還很不成熟3。

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