在1833年，美国费城的铁路工程承包商威廉?奥蒂斯（William Otis），已经着手研制以蒸汽机为动力的挖掘机。
1835年，第一台蒸汽机驱动的单斗挖掘机制造成功。这台挖掘机采用半回转、轨行式、铁木混合结构、桅杆大臂结构类似起重机，斗杆装在大臂上，挖斗装在斗杆上。
蒸汽机驱动卷扬机通过链条和滑轮组升降挖斗，负责伸缩斗杆的齿轮也靠链条传动。机器两侧各有一人，用绳牵引实现大臂的回转，同时还负责操作挖斗门闩。
整套挖掘装置包括蒸汽锅炉，全部安放在四轮铁路平车上，外形就像蒸汽火车头前面加装了起重臂式单斗挖掘机。
这台挖掘机通过不断延伸铁轨实现带状开挖，每小时挖掘量约为35米立方米，比较适合铁路工程建设，因此人们称之为铁路铲（蒸汽铲）。
1837年，威廉?奥蒂斯研制的第一台“费城铲”投入铁路工程建设。然而遗憾的是，奥蒂斯没等改进自己的设计，便于1839年英年早逝，时年26岁。就在这一年，奥蒂斯发明的蒸汽铲正式获得专利。他留下的蒸汽铲，就是现代挖掘机的雏形。
陈承宇直接跳到现代挖掘机的结构：履带式行走机构；电动液压传动；360度回转机构。
陈承宇按照不同的功能结构，分成几个小组进行攻关。
研究方向正确，又有陈承宇指点，此时研究工作早已圆满成功。并已经组装了几台样机，只是少了动力，这几台样机，只能趴在小组科研室。
万事俱备，只差柴油机。
此次陈承宇从阿利桑那州回来，解密了一项柴油的蒸馏生产法，合格的柴油生产出来了，而柴油机早已就绪。
至此工程机械可以说是到了实用阶段。
1880年4月26日，杜克实验室的工程人员开始生产挖掘机、铲运机、推土机等工程机械的零件，采购电线电灯电杆木等等物资。
1880年4月28日，首批回国15名人员启程。
1880年5月2日，杜克实验室先前密集申请的一系列专利技术：《石油连续式蒸馏装置》、《履带式行走挖掘机》、《农用拖拉机及专用犁耙》、《液压传动系统》、《360度回转机构》、《漏电保护器》、《大型水力发电站用水轮机》、《单相交流电动机》、《三相交流电动机》、《充气轮胎的制作工艺》、《子午线轮胎生产技术》、《交流电远程输电技术》、《变压器的原理》分拆成86项专利申请全部获得通过。
《石油连续式蒸馏装置》以高达200万美元的费用转让给了石油大王洛克菲勒。
更多的人看好《漏电保护器》。此时用电照明已经进入了千家万户，在美国呈现井喷式发展，电力安装工人短缺，美国电力应用联合有限公司，不得不抽调了一部分老电工、老师傅，公开向社会招收电业工人。
承诺学成之后马上有工作，薪水100美元以上。这是高薪了。一时之间，报名参加的人趋之若鹜。
他们短期培训结业之后，一刻也不停留，马上分赴全国、全世界几个州的工地，全美全欧掀起了电力应用的主潮流。
欧美主要国家的报纸，大声疾呼：
《人类电气时代正在向我们走来》——《太阳报》；
《电气时代的奠基人——杜克?陈》——《美洲日报》；
《我炒菜的时候，不用摸黑了》——《妇女之友》；
《电灯，是我们老人的伴侣》——《老人之友》杂志；
《一个几百亿美元的产业横空出世》——《泰唔士报》；
《吃水不忘挖井人——记民用电力的发明者杜克?陈先生》——《参考报道》
……
但电的安全问题也成了公众关注的话题，毕竟不管你怎样宣传安全用电，总有些意外发生，无数家庭希望有一款出现意外危险的时候，能够自动切断电源的装置。
很多人在钻研，希望发明一个装置填补这个空白，这个时候，杜克实验室的专利产品《漏电保护器》横空出世。
在杜克实验室召开的专利推介会上，当台上放上真实演示装置，二根电线接入漏电保护器，二根电线出来，出来的两根电线都是没有保护塑料包层的，接上两个电灯，电灯大放光明。
货真价实的用电设施。
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