Анализ и синтез робототехнических и мехатронных комплексов для крупнопанельного и монолитного строительства

• Автор: Паршин, Дмитрий Яковлевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 328 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ, СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

1.1. Технологические особенности строительных процессов как объектов роботизации и управления

1.2. Анализ средств механизации и автоматизации строительных операций

1.3. Требования к роботизированным и мехатронным комплексам для выполнения строительных работ

1.4. Постановка задач исследований

1.5. Выводы по главе

2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫХ И МЕХАТРОННЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

2.1. Структурный и кинематический анализ строительных роботов

2.2. Принципы построения и структурная организация роботизированных монтажных комплексов
2.3. Структурная организация и анализ манипуляционных систем отделочных и бетоноукладочных роботов

2.4. Принципы построения мехатронных комплексов для монолитного строительства

2.5. Выводы по главе
3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СТРОИТЕЛЬНЫХ РОБОТОВ И МЕХАТРОННЫХ КОМПЛЕКСОВ
3.1. Математические модели роботизированных строительно-монтажных комплексов
3.2. Математические модели бетоноукладочных роботов
3.3. Математические модели отделочных роботов

3.4. Математические модели мехатрониых скользящих комплексов для монолитного строительства
3.5. Выводы по главе
4. ПЛАНИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИЙ ДВИЖЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РОБОТОВ И МЕХАТРОННЫХ КОМПЛЕКСОВ
4.1. Построение каркаса траекторий движения строительно-монтажных роботов
4.2. Планирование установочных траекторий движений монтажных роботов с оптимизацией скорости
4.3. Планирование траекторий движения отделочных и бетоноукладочных роботов
4.4. Планирование движений строительных роботов в обобщенных координатах
4.5. Построение прогнозирующих и адаптивных алгоритмов планирования движений
4.6. Планирование движений мехатронного комплекса для монолитного строительства
4.7. Выводы по главе
5. УПРАВЛЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫМИ РОБОТАМИ И МЕХАТ-РОННЫМИ КОМПЛЕКСАМИ
5.1. Динамические алгоритмы управления строительно-монтажными роботами и РМК
5.2. Кинематические алгоритмы управления отделочными и бетоноукладочными роботами
5.3. Управление многомерными мехатронными скользящими комплексами
5.4. Выводы по главе
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РОБОТИЗАЦИИ РАБОТ
В КРУПНОПАНЕЛЬНОМ И МОНОЛИТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

6.1. Роботизация монтажных операций в крупнопанельном строительстве
6.2. Роботизация отделочных и бетоноукладочных работ
6.3. Предложения по практической реализации мехатронных скользящих комплексов
6.4. Интегрированный программный пакет для разработки и моделирования роботов
6.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ

этом роботизация каждой строительной операции рассматривается как неотъемлемая часть будущей РТС. При этом процесс разработки носит интерактивный характер. Использование системного подхода позволяет проводить объединение существующего строительного оборудования (башенные краны, малярные и штукатурные станции, бетононасосы и пр.) с разрабатываемыми средствами робототехники, а также осуществлять структурно-функциональную интеграцию устройств управления используемого оборудования. Методология системного исследования строительных РТС и РТК предусматривает поэтапное объединение автоматизированного оборудования и разработанных строительных роботов в автоматические комплексы и системы. Сложность рассматриваемых строительных процессов, недетерминированность технос-реды требует их многоаспектных исследований на основе системного моделирования [42]. Для решения этой задачи необходимо построение математических моделей строительных роботов и РТК, которые должны адекватно отражать статику и динамику работы строительного оборудования и роботов, их взаимодействие между собой, рабочим объектом и техносредой. Наличие математических моделей строительных роботов и РТК, отражающих специфику их работы, является необходимым условием качественного решения задач роботизации строительных работ.
Используя результаты пооперационного анализа строительного процесса и оценку эффективности выполнения каждой технологической операции, проводится декомпозиция технологического процесса, выделяются операции подлежащие роботизации и формулируются требования к средствам роботизации [102].
Наиболее важной и ответственной задачей роботизации строительных операций является разработка структуры манипулятора, удовлетворяющей сформулированным требованиям, и определения ее параметров [48, 60, 27, 150]. Учитывая сложность проведения структурного синтеза для строительных роботов, разработан структурно-кинематический метод проведения структурного анализа и синтеза строительных манипуляторов, который пре-