Skip to content

Лазерные системы управления машинами дорожного строительства Б. Д. Кононыхин

У нас вы можете скачать книгу Лазерные системы управления машинами дорожного строительства Б. Д. Кононыхин в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

В этих системах осуществляется контроль за работой дорожно-строительной техники не только в профиле, но и в плане. То есть определяется не только положение её рабочего органа — отвала бульдозера или грейдера, ковша скрепера и так далее, но и производится определение его плановых координат. Эти системы кроме лазерных систем используют спутниковую навигационную аппаратуру или роботизированные тахеометры. Для обработки результатов также используется бортовой компьютер.

В отличие от 2D-систем, в данном случае в компьютер вводится заданная проектом цифровая модель всей поверхности площадки. В настоящее время полнофункциональные решения по управления строительной техникой с высокоточным 3D-геодезическим контролем предлагают две компании — Topcon и Trimble.

Контроль планового положения машины происходит с помощью GPS-приемников Topcon. Базовая станция, оснащенная радиомодемом, устанавливается на стройплощадке или на строящемся участке дороги. Роверный приемник с GPS-антенной на мачте и с радиоантенной закрепляется на машине.

Даже в неблагоприятных условиях положение бульдозера и грейдера можно контролировать с точностью см. Ширина зоны распространения вращающегося лазерного луча от прибора PZL-1 — метров.

На протяжении строящегося участка дороги можно расположить нивелира, увеличив рабочую зону до одного километра. Бульдозер, грейдер или скрепер оборудуются также датчиками продольного и поперечного уровня и вращения рабочего органа отвала, ножа, ковша. Управление им производится с помощью контроллеров на гидравлических клапанах, получающих команды от бортового компьютера.

Компьютер System Five 3D устанавливается в кабине машиниста. Машинист производит необходимые операции — укладку материала, разравнивание, планировку, — руководствуясь показаниями на дисплее, а не по шашкам нивелирной рейки или другим ориентирам. Далее оператор, руководствуясь показаниями компьютера, осуществляет уже точное достижение проектного уровня.

Бортовой компьютер системы использует показания GPS-приемника, датчиков наклона и поворота отвала ножа для вычисления положения и текущего уклона лезвия. Эти данные сравниваются каждый раз с проектными данными, пока они не совпадут. При укладке дорожного покрытия одним из критических показателей является ровность. Ровность, достигнутая при строительстве и укладке дорожного покрытия, определяет в дальнейшем безопасность и комфорт при езде, исправность ходовой части автомобилей и долговечность самого дорожного покрытия.

Современные дорожные машины — бульдозеры и грейдеры, а также катки, асфальтоукладчки, планировочные фрезы — обязательно комплектуются ультразвуковыми датчиками высоты. Их устройство, типы и модификации — это отдельная тема, выходящая за рамки предмета геодезии. Отметим лишь, что одни из наиболее известных и точных датчиков поверхности выпускаются немецкой фирмой MOBA Mobile Automation, о которой уже говорилось выше. Эта же фирма выпускает индикаторы уклона поверхности.

При использовании в качестве жесткой опорной базы уже готовых дорожного основания, дорожного покрытия, бордюрного камня или дорожной разметки воздействие на датчик может передаваться через промежуточный механизм, перемещающийся по указанным поверхностям. Так, на машинах, осуществляющих холодное фрезерование дорожных покрытий ремонтные работы по снятию верхнего изношенного слоя покрытия , для выдерживания продольного уклона глубину фрезерования на правой и левой сторонах рабочего органа фрезы устанавливают отдельно в зависимости от базовой плоскости, рис.

Подъем и опускание фрезы 8 производят двумя гидроцилиндрами 6, управляемыми через золотники 5 от датчиков с блоками сравнения 3 действительной и заданной величины. В случае отсутствия на одной стороне рабочего органа базовой плоскости или необходимости выдерживания задаваемого поперечного профиля поверхности дорожного покрытия используют регулятор поперечного уклона 7 рис. Он представляет собой цифровой задатчик уклона и автоматически сохраняет заданный поперечный уклон независимо от установленной глубины фрезерования.

Этот регулятор может устанавливаться как на одной, так и на другой стороне рабочего органа машины. Схема автоматического выдерживания продольного а и поперечного б уклонов рабочим органом машины для фрезерования дорожных покрытий. В настоящее время наиболее прогрессивными и используемыми в качестве копиров являются лазерные системы управлении. В них широко применены элементы микроэлектроники, интегральные схемы, микропроцессоры, логические запоминающие и вычислительные устройства.

Такие системы используются как для управления одной строительной или дорожной машиной, так и группой машин на значительных площадях и расстояниях до м при достаточно высоких скоростях движения. Применение этих систем обеспечивает как раздельное, так и одновременное управление курсом машины и толщиной укладываемого слоя материала бетон, асфальт укладочными машинами, а также автоматическую ориентацию рабочих органов в пространстве.

Опорной базой в этой системе служит секторная в горизонтальной плоскости или крестообразная форма излучения, образованная пересечением двух секторов. Для управления рабочими органами строительных и дорожных машин широко, используют лазерные координаторы различных конструкций и назначения.

К достоинствам сканирующих координаторов рис. Они состоят из лазерного излучателя 1 с формирователем оптического. Схемы лазерного сканирующего а координатора и растрового б автокоординатора. Полученный фотоприемником сигнал проходит через блок его усиления 5, электронный ключ 6, цифровое измерительное устройство 7 и подается на датчик положения рабочего органа 3, связанного с блоком рассогласования фотоприемника 8. От сканирующих излучателей они отличаются наличием растрового излучателя, фильтрами частот f 1 11 и f 2 12 , детекторами 13 и 14 и усилительно-множительным устройством К перспективному, оборудованию для применения на строительных и дорожных машинах следует отнести и радиоанализаторные координаторы.

Наряду с НИИСтройдормашем большие работы по разработке и внедрению в строительных машинах различных систем регулирования, управления и контроля ведутся в различных учебных и научных институтах, проектных организациях и промышленных предприятиях. Автогрейдер ДЭ и его модификации: Техническое описание и инструкция по эксплуатации,- Брянск: Политехи, ин-т, ,- 50 с.

Автоматизация производственных процессов в строительстве: Оптимальные и адаптивные системы: Синтез регуляторов многомерных систем. Управление рабочим процессом землеройно-транспортных машин. Исследование системы управления рабочим органом управления с целью повышения эффективности профилировочных работ: Совершенствование системы стабилизации положения рабочего органа автогрейдера: Учебник для подготовки и повышения квалификации рабочих кадров и мастеров на производстве.

Транспорт, ,- с. Оценки качества нелинейных систем регулирования- М.: Машиностроение, - с. Введение в теорию систем местность-машина. Машиностроение, с. Повышение точности планировочных работ автогрейдерами с дополнительными опорными элементами рабочего органа: Теория систем автоматического регулирования. Наука, с. Частотные методы расчета нелинейных систем-Л.: Машинные методы расчета систем управления: Изд-во ЛГУ , Исследование рабочего процесса землеройно-планировочных машин в связи с вопросами их автоматизации: Теория вероятностей и ее инженерные приложения М.: Выявление перспективных направлений совершенствования конструкций автогрейдеров: Отчет о НИР заключит.

Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы: Основы автоматизации землеройных машин. Повышение производительности автогрейдера стабилизацией тяговой мощности: Металлургия, - с. Повышение эффективности автогрейдера совершенствованием устройства подвеса рабочего органа: Организация строительства автомобильных дорог.

Обработка результатов наблюдений- М.: Совершенствование планировочных машин на базе промышленных тракторов с целью повышения точности разработки грунта: Автоматизация землеройных процессов в дорожном строительстве: Лазерные системы управления машинами дорожного строительства. Численные методы в инженерных исследованиях Киев: Эксплуатационные свойства и эффективность землеройно-транспортных машин,- М.: Совершенствование системы управления рабочим органом автогрейдера: ВНИИстройдормаш , - С.

Устойчивость нелинейных регулируемых систем,-Изд. Физматгиз, ,- с. Математические основы теории автоматического регулирования: Методы исследования нелинейных систем автоматического управления. Наука, - с. Механизм подвески отвала на хребтовой балке планировочной машины: Механизм подвески тяговой рамы автогрейдера: