Система автоматизации проектирования рабочего оборудования строительного манипулятора с активным рабочим органом

• Автор: Перов, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Классификация строительных манипуляторов

1.2. Основные тенденции развития строительных

манипуляторов.

1.3. Санитарные нормы на вибрацию рабочих мест

1.4. Воздействия активного рабочего органа на строительный

манипулятор.

1.5. Способы и средства защиты чело векаоператора от

динамических воздействий

1.6. Факторы, определяющие жесткость элементов рабочего
оборудования строительного манипулятора.
1.7. Обзор исследований, посвященных динамике
строительных манипуляторов
1.8. Пакеты моделирования сложных динамических систем
1.9. Обоснование и выбор критерия эффективности
1 Цель и задачи исследования
2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Общая методика теоретических исследований.
2.2. Обеспечение надежности измерений экспериментальных
данных
2.3. Решение задачи оптимизации
2.4. Структура работы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ АКТИВНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАНИПУЛЯТОР ЧЕЛОВЕКОПЕРАТОР.
3.1 Составление модели рабочего процесса строительного
манипулятора с активным рабочим органом
3.2. Выбор и обоснование обобщенной расчетной схемы
динамической системы активный рабочий орган строительный манипулятор человекоператор.
3.3. Уравнения геометрических связей динамической системы
активный рабочий орган строительный манипулятор человекоператор
3.4. Линеаризация математической модели строительного манипулятора.
3.5. Уравнения кинематики упруговязких элементов
строительного манипулятора.
3.6. Уравнения динамики системы активный рабочий орган
строительный манипулятор человекоператор.
3.7. Математическое описание возмущающих воздействий,
создаваемых активными рабочими органами
3.8 Уравнения геометрических связей элементов рабочего
оборудования строительного манипулятора
3.9. Выводы по главе.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ АКТИВНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАНИПУЛЯТОР ЧЕЛОВЕК
ОПЕРАТОР.
4.1. Исследование статических характеристик динамической системы активный рабочий орган строительный
манипулятор человекоператор.
4.1 Л. Исследование влияния статического отклонения режущей кромки активного рабочего органа от величины и направления реакции со стороны
разрабатываемого объекта
4.1.2. Исследование влияния жесткости элементов рабочего оборудования на статическое отклонение
рабочего органа
4.1.3. Исследование влияния положения элементов рабочего оборудования строительного манипулятора на величину вертикального статического отклонения
режущей кромки активного рабочего органа.
4.1.4 Исследование влияния формы элементов рабочего оборудования строительного манипулятора на
параметры зоны действия
4.2. Исследование динамических характеристик системы активный рабочий орган строительный манипулятор человекоператор
4.2.1. Исследование переходных процессов динамической системы активный рабочий орган строительный манипулятор человекоператор.
4.2.2. Исследование влияния величины возмущающего воздействия на динамическую систему активный рабочий орган строительный манипулятор человекоператор.
4.2.3. Исследование влияния положения элементов рабочего оборудования на динамическую систему активный рабочий орган строительный манипулятор человекоператор
4.2.4. Исследование влияния параметров динамических связей рабочего оборудования на динамическую систему активный рабочий орган строительный манипулятор человекоператор.
4.2.5. Исследование влияния частоты возмущающего воздействия на динамические характеристики системы активный рабочий орган строительный манипулятор человекоператор.
4.2.6. Исследование влияния параметров подвески кресла
на динамические воздействия на человекаоператора
4.3. Аппроксимация зависимостей
4.4. Выводы по главе.
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО МАНИПУЛЯТОРА
5.1. Структура системы автоматизации проектирования
строительного манипулятора.
5.2. Пользовательский интерфейс системы автоматизации
проектирования.
5.3. Подтверждение адекватности математической модели
5.3.1. Сопоставление результатов теоретических и
экспериментальных исследований.
5.4 Рекомендации по выбору параметров и места установки
устройства виброзащиты.
5.5. Выводы по главе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


Четвртую группу составляют многофункциональные манипуляторы для выполнения земляных работ и устройства коммуникаций на базе погрузчика и экскаваторов различных размерных групп со сменными рабочими органами. В пятую группу входят манипуляторы, используемые для погрузки и разгрузки мелкоштучных грузов, контейнеров и пакетов и для работ на базах для самопогрузки и саморазгрузки элементов зданий и сооружений при доставке их на строительную площадку. К шестой группе относятся манипуляторы для работ по реконструкции и разрушению зданий и сооружений, устройству дорожных покрытий, укладке бордюрных камней, установке опор электропередачи. СМ рекомендуется устанавливать на подвижные шасси мини шасси шасси лгкого погрузчика, экскаватора 3, 4 размерных групп, спецшасси и шасси автомобиля. Грузоподъмность робота определяется грузоподъмностью манипуляционных устройств при наличии нескольких манипуляторов грузоподъмностью наиболее мощного из них. В свою очередь грузоподъмность манипулятора определяется суммой масс захватного устройства и перемещаемых им объектов. По грузоподъмности манипуляторы и роботы подразделяются на лгкие до кг. По числу степеней подвижности манипуляторы бывают с тремя, четырьмя и более степенями. Любое тело в пространстве характеризуется шестью степенями подвижности, оно может перемещаться вдоль трх координатных осей и вращаться вокруг них. В рабочем органе и исполнительном устройстве манипулятора или робота реализуется сумма этих движений относительно основания, что и определяет число степеней подвижности. Если манипулятор имеет четыре степени подвижности, он может перемещать манипулируемую деталь в четырх направлениях. По возможности перемещения роботы бывают стационарные и подвижные. Основные технические параметры манипуляторов и роботов, применяемых в строительстве, включают широкую номенклатуру данных номинальную фузоподъмность, грузовой момент, подвижность, погрешность позиционирования, формы и размеры рабочего пространства. Производительность манипулятора определяется объмом выполненных работ, массой грузов или количеством циклов. Системный и экономический анализ строительных процессов показывает, что СМ должны быть специализированы по виду работ и иметь достаточный уровень многофункциональности для выполнения группы операций определенного вида , , , , , 7. При этом к ним предъявляются требования расширенной зоны обслуживания или ЗД, повышенной надежности работы, подвижности в процессе выполнения операций. Постоянное перемещение строительной площадки предъявляет определенные требования к мобильности и компактности СМ. Наряду с перечисленными особенностями необходимо также отметить разнообразие операций, выполняемых на одном рабочем месте, недетерминированность окружающей среды и ее высокую вариативность. Манипулятор М2Р изготовлен на основе переоборудования базового манипулятора М2 рис. М2 являлись значительная стоимость, низкая надежность, большая масса оборудования, сложность управления машиной, требующая высококвалифицированного оператора. Поэтому наряду с разработкой сложных многоцелевых манипуляторов, было организовано производство и внедрение более простых манипуляторов 1го уровня сложности. Такие машины, созданные на базе серийно выпускаемых экскаваторов I, II, 1, IV размерных 1рупп, одним из представителей которых является манипулятор МЭО конструкции ЦНИИОМТП и ВНИИстройдормаш предназначенный для устройства наружных инженерных коммуникаций открытым способом, погрузочноразгрузочных и других работ рис. МЭО обладает достаточным количеством сменных органов рис. РО и высокий уровень вибраций на месте оператора, при использовании гидромолота изза чего его использование стало мало эффективным рис. Рисунок 1. Зарубежные производители строительных машин X, Германия, Франция, I Япония и другие представляют на нашем рынке СМ, отличающиеся высокой надежностью, большой грузоподъемностью и достаточно большой ЗД, а также простотой конструкции РО. Рисунок 1. Многофункциональный строительный манипулятор
Рисунок 1. Сменные рабочие органы многоцелевого экскаватораманипулятора МЭ1 а захват для цилиндрических предметов б гидромолот в ковш зачистной г захват с ножницами д захват для плоских грузов е ковш экскавационный.