介绍了国内外环保扫地车智能化的发展，结合作者从事的研究，从软、硬件两方面探讨了环保扫地车液压系统智能化改造的途经。
关键词：智能技术；液压系统；环保扫地车；程序设计
1国外环保扫地车机电液一体化智能技术的发展及国内的现状
从1904年英国出现第一台马拉环保扫地车算起，环保扫地车的发展历史已有近百年。日本、美国、德国、英国等国家从六十年代开始就形成了环保扫地车批量生产。目前国外先进的环保扫地车都在不断地提高其机电液一体化智能水平。以美国公司生产的环保扫地车为例，其功能动作设计包括了清扫工作中遇到的各种问题：垃圾箱液压倾倒、盘刷的伸缩、提升和旋转、避障、记忆、警示、自保护及检测等。利用计算机、液压、传感检测、信息处理、自动控制和接口等技术达到机电液一体化智能控制的目的。湖北奥力专用汽车在环保扫地车上使用了温度、转速、货重、物位、倾角、液位、避障、压力、电量等多种传感器，由传感器采集环保扫地车控制所需的各种信息，这些信息被送到中央控制计算机，进行存储、运算、变换、加工等处理。控制系统发出各种命令，执行机构完成要求的功能。
国内环保扫地车研制起步较晚，八十年代以后由于逐渐采用了液压、真空和电液操作等技术，环保扫地车的技术水平相对有所提高。然而作为机电液一体化的智能产品应该是液压技术、计算机技术以及直接制约和影响自动化技术发展的传感监测技术的结合，但到目前为止在国产环保扫地车上几乎没有应用这些技术，这就制约了国内环保扫地车智能化的发展水平。
随着现代化的进程，大大小小的城市迅速发展，道路不断延伸，机场扩建，人们对生活环境卫生与美化的要求不断提高，一把扫帚、一只簸箕的原始扫马路时代已成为过去，现已有不少厂家在从事液压环保扫地车智能化的研究工作，我们也承担了“环保扫地车液压系统的智能化研究”课题，下面结合课题介绍环保扫地车的智能化研究情况。
2环保扫地车智能化改造总体介绍
一般来说，一台环保扫地车约具备60项左右的功能动作，如不采用先进的微机及自动化控制技术难以实现如此众多、复杂的动作或功能彼此协调工作。通过传感技术、微机处理技术和液压技术的综合运用则可以将诸多的功能动作由分离变成组合，从而形成一个既操作简单，又清扫质量高的一体化智能设备。正因为此，目前尚不可能对所有的功能动作进行智能化改造，我们在原有液压环保扫地车的基础上主要已做了以下几项研究工作：
(1)清扫工况（全扫、左扫、右扫）起动过程自动化；
(2)副发动机转速显示、极限转速报警；
(3)清扫过程中的液压自动避障；
(4)使环保扫地车具有记忆功能，能清晰反映总清扫公里数及本次清扫公里数等。
3清扫工况智能控制
现以清扫工况(全扫、左扫、右扫)为例说明智能控制的改造情况。
3.1清扫工况液压系统
环保扫地车工作装置有盘刷式和圆柱刷式，但都是由刷、刷架、四杆机构、提升液压缸和液压驱动马达构成。图1所示环保扫地车液压系统为开式单泵串联多执行元件（可达13~14个液压缸和液压马达）的液压系统，靠电磁阀对执行机构换向，系统压力为12MPa，由副发动机带动液压泵。
该系统中有四个液压驱动马达，分别带动四个盘刷旋转，其中两个为前清扫马达，另两个为后清扫马达。全扫工况即为四个液压马达分别带动四个盘刷同时旋转进行清扫作业。左扫工况为1、2两个液压马达旋转分别带动左边两个盘刷进行清扫作业，右扫为3、4两个马达旋转作业。盘刷进行清扫作业前靠油缸带动伸缩臂使马达及盘刷外伸，不工作时缩回，靠提升缸将马达和盘刷提起，离开地面。
3.2一体化智能技术的改造
根据上述功能要求，进行了环保扫地车控制系统中心控制部件、驱动外围执行元件的驱动接口线路、人机交互实现的硬件设计。
3.2.1硬件设计
在设计中，中心控制单元微处理器采用MCS-51系列的8031单片机，并外扩了程序存储器EPROM2764及数据存储器RAM6116。考虑信号检测及LED显示、键盘接口和声、光报警的需要，外接了模/数转换及并行I/O接口芯片，复位方式采用上电复位与手动按键复位两种方式。
水箱中设置的开关式液位传感器（信号是一个开关量）、（为避障设置的）光电传感器或机械触須式传感器等各种传感器信号或直接或通过A/D(0809)转换进入单片机中央控制单元。由中央控制单元作出实时处理，发出相应的指令，控制外围执行机构－液压系统，使其按要求动作。
由于外围执行机构是原车上的液压系统，这就存在一个环保扫地车计算机控制系统与液压系统控制元件（电磁换向阀）的连接问题，即一个电子电路与液压电器电路连接问题，必须保证良好的电隔离才能保证系统的正常工作。本系统中考虑到继电器的隔离作用以及继电器触点的负载能力采用了继电器组。
智能系统的标志之一是系统能方便地实现人机交互。本系统利用6个LED显示器构成了一组数据显示（缺省状态下显示本次清扫公里数）。同时设计了12个非编码键，每一个键对应一种具体功能。司机可以通过按健很方便地对智能控制系统进行操纵。通过设计的不同颜色及报警器的组合，可以指示液位、副发动机转速（副发动机通过万向传动轴带动液压泵，其转速直接影响液压系统的流量、效率等）、料重等。
3.2.2软件设计
环保扫地车液压智能控制系统软件用汇编语言编制。
环保扫路车的全扫、左扫、右扫及停止清扫等工况涉及四个盘刷液压马达和液压缸的伸缩和旋转的顺序及组合。下面仅以全扫工况为例予以说明。图3为全扫工况中判断副发动机转速程序流程图。全扫工况程序中的副发动机要带动吸扫式环保扫地车的吸尘风机，以产生吸力吸入垃圾，还要带动液压泵和水泵，其转速直接影响液压系统的流量和液压马达即旋转盘刷的旋转速度，而盘刷上扫丝接地点的绝对速度的大小和方向决定了被扫垃圾获得的动量大小和被抛射垃圾的方向是否是吸尘口方向，这一绝对速度又取决于盘刷的旋转速度和车前进速度的矢量和。
4结束语
“环保扫地车液压系统的智能化研究”已通过鉴定，鉴定专家认为经改造的环保扫地车达到了国内领先水平，本文只能概括地举例说明。将计算机、传感器、液压系统按照系统工程原理组合为一个整体，实现一种更为先进的智能、高效、劳动强度低、以人为本的控制，是当代科技发展的一种趋势，本课题还准备继续完善和提高。
关键词：扫地车 技术 |
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