CC BY
24
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
КОНЦЕПЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РОБОТА-НИВЕЛИРА Попов Г.А.1, Белов С.В.2, Корнеев М.И.3 Email: [email protected]
'Попов Георгий Александрович — доктор технических наук, профессор, кафедра информационной безопасности;
2Белов Сергей Валерьевич — кандидат технических наук, доцент;
3Корнеев Михаил Игоревич — аспирант, кафедра автоматизированных систем обработки информации и управления, институт информационных технологий и коммуникаций, г. Астрахань
Аннотация: в статье содержится информация о существующих роботизированных мобильных системах, использующихся в сфере строительства. Приведена примерная структура устройства и функционирования элементов данной структуры друг с другом. Описаны концепция и принцип действия робота-нивелира, который может иметь место в сфере строительства. Приведен список датчиков робота, необходимый для корректного функционирования мобильной системы сбора данных. Обусловлен выбор системы передвижения для робота. Приведены основные технические характеристики для робота. Ключевые слова: робот, строительство, карта высот, поддержка, датчики.
CONCEPT AND OPERATING PRINCIPLE OF LEVELING-ROBOT Popov GA.1, Belov S.V.2, Korneev M.I.3
'Popov Georgij Aleksandrovich — PhD in Technical Sciences, Professor, DEPARTMENT OF INFORMATION SECURITY;
2Belov Sergej Valerevich — PhD candidate in Technical Sciences, Associate Professor;
3Korneev Mikhail Igorevich — Graduate student, DEPARTMENT OF AUTOMATED INFORMATION PROCESSING AND MANAGEMENT, INSTITUTE OF INFORMATION TECHNOLOGIES AND COMMUNICATIONS, ASTRAKHAN
Abstract: this article contains information about existing mobile robotic systems used in the construction industry. Lists the approximate structure of the device and operation of the elements of this structure with each other. We describe the concept and principle of leveling-robot that can take place in the construction industry. The concept and principle of operation of the robot-leveling. A list of the robot sensors required for correct functioning. Driven by the choice of transportation system for the robot. The main specifications for the robot. Keywords: robot, construction, height card, support, sensors.
УДК 004.896
В наши дни робототехника с каждым годом укрепляет свое место. По всему миру ведутся разработки роботизированных средств, которые применяются в широком спектре деятельности, начиная от уборки помещений и заканчивая роботами-андроидами, способными имитировать человеческую деятельность. Робототехника нашла свое место и в сфере строительства. Существуют образцы роботов, которые ведут строительные работы и управляются дистанционно оператором. Это значит, что робот выполняет свои функции практически без участия человека. Американская компания Construction Robotics, которая занимается конструированием строительных роботов, разработала робота, который способен самостоятельно укладывать строительные блоки, тем самым избавляя человека от физических нагрузок и соблюдая при этом математическую точность в данном процессе. Демонтаж зданий хоть и полностью противоположен постройке, но все же является неотъемлемой частью сферы строительства. В Швейцарии был разработан робот, который используется при демонтаже зданий. Этот робот способен «снимать» внешний слой бетона и изымать арматуру, при этом удаляя с нее ржавчину, что позволяет использовать данные строительные материалы повторно. Счищать слой бетона ему удается при помощи мощной струи воды, которая позволяет «содрать» бетон и упаковать его. Данный бетон может быть повторно отправлен на переработку, что очень выгодно, т.к. раньше в большинстве случаев бетон просто отправлялся на свалку. Есть роботы-анализаторы, которые позволяют производить инспекцию построек. Подобные роботы способны передвигаться по поверхности и замечать различного рода
дефекты. В скором будущем появятся такие роботы, которые смогут оказать помощь в постройке зданий. Строительные роботы позволяют вести деятельность и на таких участках, в которые человеку сложно попасть или находиться в которых опасно для жизни [1]. В данной статье речь пойдет о роботе-анализаторе, способном производить замеры участков, выделенных под строительство.
Авторами данной статьи была разработана концепция робота-нивелира, позволяющего автоматизировать процесс измерения уровня поверхности. Исследуемая поверхность может быть неровной, а это значит, что робот должен обладать высокой проходимостью, которая позволит обойти всю площадь анализируемой поверхности. Такую проходимость может обеспечить гусеничная ходовая часть, которая устойчивее ходовых систем, использующих колеса. На рисунке 1 изображена физическая структура робота.
Рис. 1. Структура робота
Робот оснащен системой локального позиционирования, которая позволяет определять его местоположение относительно точки старта. Данные показатели позволят построить карту высот заданного участка поверхности. Затем, основываясь на полученных данных, робот может производить определенные вычисления для различных строительных процессов, которые упростят дальнейшую работу строительной компании, использующей этого робота. Ярким примером процесса служит процедура нахождения наиболее низкого и высокого участков анализируемой поверхности и построение оптимального плана ее выравнивания.
Модуль АМшпо будет являться системой управления всего робота, который будет отвечать за передвижение, сбор данных и обработку информации поступающей с датчиков.
Как видно на рисунке, инерциальный измерительный блок состоит из набора датчиков, которые выполняют одновременно две функции. Первая задача заключена в ориентации робота в пространстве и выполнения оптимального передвижения. Под данным передвижением подразумевается: обход препятствий, построение маршрута, полнота обхода территории. Второй задачей является сбор информации о местоположении робота. Перечисленные датчики позволят снимать показатели о положении робота в пространстве, которые в дальнейшем будут подвергаться обработке и передаваться в вычислительный блок для формирования карты высот местности. Компас поможет определить сторону, в которую направлена фронтальная часть робота. Акселерометр покажет ускорение движения, по которому можно определить пройденное расстояние. Гироскоп отобразит угол наклона самого робота. А высокоточный барометр, возможно, определить высоту позиции робота. В случае если барометр не сможет отобразить разницу в локальных значениях, то его можно попросту не использовать, т.к. инерциальный измерительный блок оснащен несъемным датчиком давления.
Во время выбора ходовой системы для робота были проанализированы различные вариации систем: колесные, гусеничные, шагающие, гибридные и специализированные. Выбор пал на гусеничную систему передвижения, по причине того, что в таком случае робот будет иметь
максимально возможное сцепление с рабочей поверхностью, при которой будут достигнуты максимальные показатели устойчивости мобильной платформы. Ко всему прочему, гусеничная система обеспечит наилучшую проходимость, а это значит, что неровности на поверхности анализируемого участка не создадут трудностей в выполнении функций робота.
Дизайн робота должен быть основан на низком профиле для того, чтобы уменьшить возникновение вероятной ситуации, в которой робот перевернется. В случае возникновения подобной ситуации, данный профиль предрасполагает к использованию механизма, который поможет вернуть робота в исходное положение.
При соблюдении вышеизложенных требований и дальнейшем развитии идеи, можно будет провести имитационное моделирование данного мобильного устройства сбора данных. Моделирование позволит определить уязвимые места конструкции и оптимизировать физическую структуру робота с целью достижения максимальных показателей проходимости, полноты обхода, устойчивости и качества формирования данных.
Список литературы / References
1. Побегайлов О.А., Кравченко И.В., Кожуховский С.О. Мобильные роботы вертикального перемещения // Инженерный вестник Дона, 2010. № 4 (14). С. 85-95.
ТЕХНОЛОГИЯ ПЛОСКОВЕРШИННОГО ХОНИНГОВАНИЯ ПРИ РЕМОНТЕ ДВС Колокатов А.М.1, Бугаев А.М.2 Email: [email protected]
'Колокатов Александр Михайлович - кандидат технических наук, профессор; 2Бугаев Александр Михайлович - кандидат технических наук, доцент, кафедра материаловедения и технологии машиностроения Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Российский государственный аграрный университет — МСХА им. К.А. Тимирязева, г. Москва
Аннотация: статья посвящена вопросу применения плосковершинного хонингования при восстановлении шатунов двигателей внутреннего сгорания. Дан обзор состояния вопроса восстановления шатунов ДВС в современном ремонтном производстве. Рассмотрены как наиболее целесообразные направления, так и перспективные методы, позволяющие восстанавливать шатуны. Описаны основные особенности и преимущества плосковершинного хонингования. Представлены результаты, полученные в ходе производственных испытаний указанной технологии, позволяющие судить о повышении производительности процесса восстановления. Ключевые слова: шатун, хонингование, восстановление, ремонт, производительность.
A PLATEAU HONING TECHNOLOGY IN THE REPAIR OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE Kolokatov A.M.1, Bugaev A.M.2
'Kolokatov Aleksandr Mihajlovich - PhD in Engineering, Professor; 2Bugaev Aleksandr Mihajlovich - PhD in Engineering, Assistant Professor, DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING TECHNOLOGY RSAU - MAA NAMED AFTER K.A. TIMIRYAZEV, MOSCOW
Abstract: the article focuses on the application of a plateau honing of the reduction of the connecting rods of internal combustion engines. A review of the state of the problem of restoring the internal combustion engine connecting rods in a modern repair production. Considered as the most appropriate direction, and advanced methods to recover rods. It describes the main features and benefits of a plateau honing. The results obtained during the production testing of said technology to judge the performance enhancing recovery process. Keywords: rod, honing, restoration, repair, performance.
УДК 631.3.004.5:621.923
