Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Автоматизация технологического процесса устройства сборного дорожного покрытия с использованием бортовой манипуляционной системы

Диссертация: Автоматизация технологического процесса устройства сборного дорожного покрытия с использованием бортовой манипуляционной системы
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Высокий уровень затрат ручного труда в условиях устройства СДП при выполнении погрузочно-разгрузочных работ и особенно при их укладке, является результатом несовершенства применяемых организационно-технологических операций и отсутствия специальных средств механизации, автоматизации и технологического оснащения трудоемких работ. Результаты диссертационного исследования могут быть использованы при… Читать ещё >

Автоматизация технологического процесса устройства сборного дорожного покрытия с использованием бортовой манипуляционной системы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА СБОРНОГО ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ
    • 1. 1. Технология устройства сборного дорожного покрытия и пути повышения его эффективности
    • 1. 2. Требования к рабочему оборудованию для устройства сборных дорожных покрытий
    • 1. 3. Классификация рабочего оборудования для устройства СДП
    • 1. 4. Обзор и анализ предшествующих работ
  • Выводы и постановка задачи исследований
  • ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СДП
    • 2. 1. Оценка влияния технологического процесса устройства СДП на конструкцию и технические характеристики манипулятора
    • 2. 2. Особенности кинематической структуры и компоновки манипуляционной системы
    • 2. 3. Кинематические схемы строительных кранов — манипуляторов
    • 2. 4. Методы синтеза трехзвенных кинематических цепей
    • 2. 5. Определение зоны достижимости манипулятора
    • 2. 6. Технологические особенности позиционирования шасси манипулятора относительно линии укладки сборных дорожных покрытий
  • Выводы к главе 2
  • ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА СДП
    • 3. 1. Выбор оптимальной кинематической структуры и геометрических параметров манипуляционной системы
    • 3. 2. Оптимизация перемещений крана-манипулятора
    • 3. 3. Планирование траектории крана-манипулятора для устройства СДП
    • 3. 4. Концепция автоматизированного управления перемещением крана-манипулятора
    • 3. 5. Гидравлические исполнительные механизмы сочленений манипуляционной системы
  • Выводы к главе 3
  • ГЛАВА 4. ГРУЗОЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ УСТРОЙСТВА СДП
    • 4. 1. Анализ существующих грузозахватных устройств
    • 4. 2. Особенности выбора оптимальной кинематической схемы и геометрических параметров ГУ
    • 4. 3. Алгоритм автоматизированной подачи и фиксации ГУ
    • 4. 4. Исследования вакуумного ГУ
  • Выводы к главе 4
  • ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАНИПУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
    • 5. 1. Математическое моделирование траектории движения манипуляционной системы
    • 5. 2. Экспериментальные исследования позиционирования манипуляционной системы в рабочем пространстве
  • Выводы к главе 5

Устройство подъездных путей строительных объектов с использованием сборных дорожных покрытий (СДП) является перспективным направлением современного гражданского строительства, строительства на объектах агропромышленного комплекса и подъездных дорог к местам разработки полезных ископаемых.

К числу нерешенных задач по снижению трудозатрат в строительстве относится и механизация трудоемкого процесса устройства тяжелых (массой 100 кг и выше) железобетонных СДП, которые в настоящее время укладываются, в основном, ручным способом или с использованием традиционных механизмов, оснащенных малоэффективными грузозахватными устройствами (ГУ), требующими непосредственного участия большого количества стропальщиков. Известно, например, что трудоемкость ручной укладки СДП на территориях строительных объектов России приближается к 3 млн. чел.- ч.

Объем ежегодно устанавливаемых и реконструируемых СДП постоянно увеличивается и в настоящее время исчисляется десятками миллионов погонных метров, на что в общей сложности отвлекается около 50 тыс. рабочих, из которых больше третьей части занято непосредственно на ручной укладке СДП.

Высокий уровень затрат ручного труда в условиях устройства СДП при выполнении погрузочно-разгрузочных работ и особенно при их укладке, является результатом несовершенства применяемых организационно-технологических операций и отсутствия специальных средств механизации, автоматизации и технологического оснащения трудоемких работ.

Одним из наиболее перспективных направлений решения этого вопроса является использование манипуляторов с разработкой технологии их применения при устройстве СДП. 5.

По данным ряда источников в строительстве может быть использовано не более 1−2% от всей номенклатуры производимых в настоящее время манипуляторов. Это связано с тем, что строительное производство, в том числе устройство СДП, характеризуется рядом особенностей (большое разнообразие технологических операций, постоянное перемещение фронта работ, необходимость перемещения крупногабаритных и тяжелых изделий, низкая повторяемость технологических операций на одном рабочем месте), усложняющих режим работы строительных механизмов и, в частности, манипуляторов. Отсутствуют методы расчета конструктивных параметров манипуляторов, которые не учитывают в полной мере технологических особенностей устройства СДП и не охватывают необходимый состав расчетных параметров крана манипулятора и особенности его рабочего органагрузозахватного устройства, непосредственно взаимодействующего с технологической средой.

Необходимо совершенствование технологического процесса устройства СДП на основе применения бортовых кранов-манипуляторов, оснащенных наиболее перспективными грузозахватными устройствамиразработка научно обоснованной методики определения конструктивных параметров многозвенных манипуляторов, обеспечивающих резкое повышение производительности строительно-монтажных работ, сокращение затрат трудовых ресурсов и тяжелого физического труда, высвобождение машин и механизмов, занятых на технологических операциях. 6.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Основной резерв существенного снижения трудозатрат и повышения общей культуры устройства сборных дорожных покрытий (СДП) заключается в снижении их трудоемкости. Существующие технологии работ по устройству сборных дорожных покрытий отличаются наличием множества сложных и трудоемких операций, контроль правильности исполнения которых затруднен. Кардинально решить поставленные задачи можно путем автоматизации технологических процессов производства работ по устройству сборных дорожных покрытий, потребность, в которой обусловлена технологической необходимостью и технической целесообразностью.

2. Разработан способ автоматизации процесса устройства сборных дорожных покрытий, позволяющий принципиально изменить характер труда строительных рабочих, многократно увеличить его производительность, повысить качество и общую культуру производства.

3. Выявлены специфические особенности технологического процесса устройства сборных дорожных покрытий и определены технические требования к конструкциям автоматизированных кранов-манипуляторов для подачи элементов СДП.

4. Предложен критерий и разработана методика выбора оптимальной кинематической структуры кранов-манипуляторов для подачи элементов СДП. Решена задача определения геометрических характеристик (длины звеньев, углов поворота сочленений звеньев) кранов-манипуляторов для заданных условий подачи и укладки элементов СДП.

5. Разработана методика кинематического анализа, позволяющая получить решение прямой и обратной задачи о положении кранов-манипуляторов для заданных условий подачи и укладки элементов СДД осуществлять планирование оптимальной траектории его перемещения.

Экспериментальные исследования подтвердили адекватность предложенной методики реальному технологическому процессу устройства сдп.

6. Синтезированы алгоритмы программного управления перемещением звеньев крана-манипулятора для заданных условий подачи и укладки элементов СДП. Разработана математическая модель управления исполнительными устройствами, позволяющая моделировать динамику работы крана-манипулятора в переходных режимах.

7. Разработано вакуумное грузозахватное устройство, как наиболее эффективное для устройства сборных дорожных покрытий.

8. Внедрение предлагаемой технологии автоматизации бетонных работ позволит повысить производительность труда на 30% и сократить себестоимость производства работ на 20%.

9. Результаты диссертационного исследования могут быть использованы при разработке перспективных технологических устройств и автоматизированных систем управления процессом устройства сборных дорожных покрытий, оптимальные технические характеристики и алгоритмы функционирования которых определяются по предложенным методикам.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ш. Б., Воробьев В. А., Дегтярев B.C., Мажибаев О. М. Методы и средства автоматизации строительно-дорожных работ и машин. Алматы: Тылым, 1996. — 262 с.
  2. А.Г., Гернер И., Каден Р. Исследования и практические примеры организации производства и использования роботов в стройиндустрии // Машины, механизмы, оборудование и инструмент М.: ВНИИНТПИ, 1990, вып. 1. — 48 с.
  3. А.Г., Гернер И., Каден Р. Микропроцессоры в системах автоматизации строительной техники // Технология строительно-монтажных работ М.: ВНИИНТПИ, 1991, вып. 3. — 52 с.
  4. А.Г., Сухомлинов А. Д. Применение лазерных информационно-измерительных систем в строительстве. // Технология строительно-монтажных работ. М.: ВНИИИС, 1989, вып. 3. — 53 с.
  5. А.Г., Шиндлер И. Средства и системы автоматизации в строительной технике. Технология и автоматизация строительства. М.: ВНИИНТПИ, 1994, вып. 4.- 56 с.
  6. С.Ф., Дьяченко В. А., Тимофеев А. Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1986. — 264 с.
  7. Ю.А. Основы роботизации в строительстве: Учеб. пособие. -М.: Высш. шк., 1989. 271 с.
  8. Г. Датчики: устройство и применение. -М.: Мир, 1989. 196 с. 9. Воробьев В. А., Френкель Г. Ю., Юков, А .Я. Анализ состояния и тенденция развития робототехники в строительстве // Изв. вузов. Строительство и архитектура. — 1984. — № 10. — С. 81−87.
  9. Е.И., Козырев Ю. Г., Царенко В. И. Промышленныероботы агрегатно-модульного типа / Под. общ. ред. Е. П. Попова. М.:
  10. Машиностроение, 1988. -240 с.161
  11. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы / Под общ. ред. Е. П. Попова. М.: Машиностроение, 1986. — 328 с.
  12. В.Т., Матвеевский В. Р., Смирнов Ю. С. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений: Справочное пособие. М.: Энергоиздат, 1987. — 392 с.
  13. В.Г. Управление в технических системах: Учеб пособие / РИСХМ. Ростов н/Д, 1990. — 77 с.
  14. В.Т., Паршин Д. Я. Направления развития строи тельной робототехники // Опыт применения манипуляторов и роботов в строительстве. М.: МДНТГТ, 1988. — С. 28−32.
  15. В.Т., Паршин Д. Я. Строительная робототехника. М.: Стройиздат, 1990. — 269 с.
  16. С.Л., Дмитриев A.A. Логическое управление адаптивным робо-тотехническим комплексом // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. -1986.-№ 3.- 113−126.
  17. С.Л., Ющенко A.C. Управление роботами. Основы управления манипуляционными роботами. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. — 400 с.
  18. М.Б., Кулаков Ф. М., Покровский A.M. Алгоритмы управления роботами-манипуляторами. Л.: Машиностроение, 1977−248 с.
  19. Ю.М. Адаптация и обучение в робототехники. М.: Наука, 1990 -248 с.
  20. Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. -376 с.
  21. В.Ф. Промышленные роботы и манипуляторы: Учеб. пособие / РИСХМ. Ростов н/Д, 1981. — ПО с.
  22. П.Д., Управление исполнительными системами роботов. М.: Наука, 1991.-336 с.
  23. Ф. Взаимодействие робота с внешней средой— М.: Мир, 1985.-285 с.162
  24. Ф.М., Супервизорное управление манипуляционными роботами. -М: Наука, 1980.-448 с.
  25. B.C., Лакота H.A. Динамика систем управления манипуляторами. М.: Энергия, 1971. — 304 с.
  26. Медведев В. С, Лесков А. Г., Ющенко A.C. Системы управления манипуляционных роботов / Под ред. Е. П. Попова. М.: Наука, 1978. 416 с.
  27. Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн. / Под ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. Кн. 1: Кинематика и динамика / Е. И. Воробьев, С. А. Попов, Г. И. Шевелева. М.: Высш. шк., 1998 — 304 с.
  28. Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн. / Под ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. Кн. 2: Расчет и проектирование механизмов / Е. И. Воробьев, О. Д. Егоров, С. А. Попов. М.: Высш. шк., 1998. -367 с.
  29. О.П. Динамика электромеханического привода метал орежущих станков. -М.: Машиностроение, 1989. 224 с.
  30. Д.Я., Булгаков А. Г. Автоматизация и роботизация строительно-монтажных работ: Учеб. пособие / НПИ. Новочеркасск, 1988. -88 с.
  31. Г. В., Солнцев В. И., Воротников С. А. Системы силомоментного очувствления роботов. М.: Машиностроение, 1990. — 298 с.
  32. Е.П., Верещагин А. Ф., Зенкевич С. Л. Манипуляцион-ные роботы: динамика, алгоритмы. М.: Наука, 1978. — 400 с.
  33. Программное обеспечение промышленных роботов / Отв. Ред. А. К. Платонов. М.: Наука, 1986. — 279 с.
  34. Проектирование и разработка промышленных роботов / Под общ. ред. Я. А. Шифрина, П. Н. Белянина. М.: Машиностроение, 1989. — 272 с.
  35. Промышленные роботы для миниатюризации изделий / Под ред. В. Ф. Шаньгина. М.: Машиностроение, 1985. — 264 с.
  36. Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9 кн. Кн. 2. Приводы робототехнических систем: Учеб. пособие для вузов / Под. ред.
  37. И.М. Макарова. М.: Высш. шк., 1986. — 175 с.
  38. Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9 кн. Кн. 3. Управление робототехническими системами и гибкими автоматизированными производствами: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. И. М. Макарова. М.: Высш. шк., 1986. — 159 с.
  39. Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы / Под общ. ред. Е. П. Попова, В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1985 — 256 с.
  40. Справочник по промышленной робототехнике: В 2 кн. / Под ред. Ш Нофа. М.: Машиностроение, 1990. — 960 с.
  41. Г. А. Промышленные роботы: Конструирование и применение. -Киев: Вища шк., 1985. 176 с.
  42. А.В. Управление роботами: Учеб. пособие. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1986. — 240 с.
  43. Фу.К., Гонсалес Р., Ли К., Робототехника М.: Мир 1989.-349 с.
  44. Г. Ю. Роботизация процессов в строительстве. М.:Стройиздат, 1987.- 173 с.
  45. М. Курс робототехники: М.: Мир, 1990. — 527 с.
  46. Заявка РСТ 81/1 195 Великобритания. МКИ 001 С 15/00. Опубл. 30.04.81.
  47. , Н.С. Концепция автоматизации арматурных работ в монолитном домостроении, с.20−21. Сборник трудов аспирантов и магистрантов. Технические науки Н. Новгород: ННГАСУ, 2003 — 233с.
  48. , Н.С. Разработка модели нечеткого управления стрелы манипулятора, с.326−330. Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов. Часть 2. Материалы международной научно-практической конференции Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004 — 352с.
  49. , Н.С., Плотников, Н.М. Концепция автоматизации арматурных работ в монолитном домостроении, с.58−60. Итоги строительной науки: -тезисы докладов международной научно-технической конференции. -Владимир, 2003.164
  50. , Н.С. Разработка и исследование модели нечеткого управления арматурным манипулятором, с.271−272. IX нижегородская сессия молодых ученых. Естественнонаучные дисциплины: тезисы докладов Изд. Гладкова О. В.: 2004−295с.
  51. , Н.С., Плотников, Н.М. Математическое моделирование траектории движения манипуляционной стрелы для арматурных работ, с. 19 252. Итоги строительной науки: Материалы IV международной научно-технической конференции Владимир: 2005 — 272с.
  52. , Н.С. К вопросу решения задачи позиционирования манипуляционной системы для арматурных работ, с.32−33. X нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: тезисы докладов -Н.Новгород: Изд. Гладкова О. В.: 2005 197с.
  53. , Н.С. К вопросу решения задачи планирования траектории манипуляционной системы для арматурных работ, с.304−306. Сборник трудов аспирантов и магистрантов. Технические науки Н. Новгород: ННГАСУ, 2005 -357с.
  54. Н.С., Плотников Н. М. Система автоматизации арматурных работ в монолитном домостроении, с.12−17. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М., ООО «Научтехлитиздат», № 12, 2006 — 72с.
  55. В.М. Микроэлектронные вычислительные комплексы. Л.: Машиностроение, 1990. -224 с.
  56. Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. С. 576.
  57. Е.С. Исследование операций. М.: 1971.
  58. Е.С., Овчаров Л. О. Теория вероятностей. М.:Наука, 1969. 364 с.
  59. А.А. Основы ТАУ. М.: Наука, 1988. -48 с.165
  60. Ф.И. Элементы линейной алгебры и линейного программирования. М.: Наука, 1967. -312 с.
  61. Кастильо Диас. МП система управления весовым ленточным дозатором непрерывного действия: Автореферат диссертации. -Одесса, 1987. -16 с. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1974. -513 с.
  62. Cohrs H.H. Richtig platt durch Elektronik // Baumaschinendi-enst 1995.- № 6, P. 592−600.
  63. Craigie N.S.: Technischer Bericht 1/88, Ultraschallwandler in Luft: Firmenschrift Pepperl+Fuchs GmbH. 1989.
  64. Denavit J., Hartenberg R.S. Kinematic notation for Lower-Pair Mechanisms Based on Matrices // J. Appl. Mech., Vol. 77. 1955. — P. 215−221.
  65. Handbook of industrial robotics / Edited by S.Y. Nof. NewYork: John Wiley & Sons, Inc., 1999. — 1349 pp.
  66. Hasegawa J. Robotization of Construction Work // Robot. -1983. № 38. — pp. -41−46.
  67. Hesse, R. Grandlagen der Sensortechnik. Hoppenstedt, 1991.-126 S.
  68. Kindermann Th., Cruse H., Dautenhahn K. A fast, three-layer neural network for path finding // Network: Computation in Neural Systems, Vol. 7. 1996. — pp. 423−436.
  69. Kinsley L.E., Frey, A.R.: Fundamentals of Acoustics. Wiley, 1982. — 412 pp.
  70. Kolushev F.A., Bogdanov A.A. Neural Algorithms Of Path Planning for Mobile Robots in Transport Systems // Proceedings of the IEEE Int. Joint Conf. on Neural /Networks, 1999.-pp. 126−131.166
  71. Laser fur Hoch, — Tief- und Innenausbau, Mechanisierung, Vermes-sungsgerate. Prospekt der Firma Geo-Feinmechanik GmbH. Muhlheim an der Ruhr, 1998. — S. 6.
  72. Maschinensteuerungen. Prospekt der Firma Silier (BRD). Wei-den, 2000. -S. 8.
  73. Mikropaver paver control system. Prospekt der Firma Mikrofyn A/S (Denmark). Odense, 2000. — S. 6.
  74. Mitani K. Robotization of Construction Work // Kowan Niyaku, Vol. 61. -1984.-№ 6.-pp. 23−28.
  75. Muller G. Moglichkeiten der Steuerung von Baumaschinen. // Ver-messungs-technik. 198. —№ 8. — S. 269−272.
  76. Proceedings of the 18 th International Symposium on Automation and Robotics in Construction ISARC-2001 (10−12 Sept., 2001, Krakow, Poland). -Krakow, 2001.-984 pp.
  77. Proceedings of the 19 th International Symposium on Automation and Robotics in Construction ISARC-2002 (9−11 Sept., 2002, Washington, USA). -Washington, 2002. 896 pp.
  78. Saarn W. Hohe Prazision mit Licht // Baugewerbe. 1993. — № 13−14. -S. 25−35.
  79. Schnell, G. Sensoren in der Automatisierungstechnik / 2. Aufl. Vie -wegVerlag. Wiesbaden, 1993.-321 S.
  80. Szafranek B. Automatyzacja maszyn budowlanych. / / Pzeglad bu-dowlany. -1977.-№. 4.-P. 186- 187.
  81. Д. Применение электроники в строительных машинах. //Кэсэцу кикай. 1980. — № 10. — С. 64−75.
  82. Warszawski A. Robots in the Construction Industry // Robotica, V 4. 1986. -№ 3. — P. 181−188.
  83. Wirth B. Lenkautomat bei mobilen Baumaschinen mit elektronisc-hem Leitsystem. Tiefbau. — 1996. — № 11. — S. 731−732.167
  84. Yoshida Т. Possibilities of Industrial Robotics in Construction // Semento Konkurito. 1982. — № 424. — P. 34 — 40.
  85. В.Ф., Влас А. П. Задачи автоматизации рабочих процессов землеройных машин. Сб. научн. тр. «Горные, строительные, дорожные и мелиоративные машины». К.: Техника, 1989. — Вып. 42. — с. 8−13.
  86. Chors Н.-Н. Elektronische Uberwachungssystemen in Baumaschinen // Baumaschinendienst. 1987. — № 2. — S. 52−54.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!