RU2707614C1 - Способ профилирования дороги автогрейдером - Google Patents

Способ профилирования дороги автогрейдером Download PDF

Info

Publication number
RU2707614C1
RU2707614C1 RU2018147815A RU2018147815A RU2707614C1 RU 2707614 C1 RU2707614 C1 RU 2707614C1 RU 2018147815 A RU2018147815 A RU 2018147815A RU 2018147815 A RU2018147815 A RU 2018147815A RU 2707614 C1 RU2707614 C1 RU 2707614C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working body
grader
coordinate
signal
roadway
Prior art date
Application number
RU2018147815A
Other languages
English (en)
Inventor
Станислав Яковлевич Галицков
Александр Петрович Масляницын
Александр Сергеевич Фадеев
Алексей Сергеевич Лукьянов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority to RU2018147815A priority Critical patent/RU2707614C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2707614C1 publication Critical patent/RU2707614C1/ru

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F1/00—General working methods with dredgers or soil-shifting machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80—Component parts
    • E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Изобретение относится к профилированию дорожного полотна автогрейдером. Техническим результатом является повышение точности геометрических параметров возводимого полотна. Способ профилирования дорожного полотна включает формирование вектора, задающих сигналов многомерной системы управления положением Х, Y, Zсредней точки режущей кромки и углом βпоперечного перекоса рабочего органа автогрейдера в базовой системе координат ОХYZ, измерение координат X, Y, Zкомплектом датчиков спутниковой навигационной системы, измерение угла βдатчиком угла, расположенным на автогрейдере, определение отклонений положения рабочего органа по координатам Х, Y, Z, βотносительно заданного вектора, управление положением рабочего органа в функции этих отклонений с помощью ходового и рулевого устройств автогрейдера и гидроприводов подъема-опускания и перекоса рабочего органа, периодическое измерение координаты Zодним или несколькими альтернативными датчиками, вычисление по разработанному алгоритму сигнала Zкоррекции, который используют в системе управления положением рабочего органа по координате Z. 4 ил.

Description

Изобретение относится к способу возведения дорожного полотна и может быть использовано при строительстве дорог.
Наиболее близким к заявленному способу по совокупности признаков является способ профилирования дорожного полотна автогрейдером, предусматривающей обеспечение требуемой поверхности полотна, заданной его цифровым проектом, путем регулирования положения средней точки режущей кромки и угла поперечного перекоса рабочего органа автогрейдера, а так же регулирования направления и скорости движения автогрейдера. Один из двух контуров гидропривода рабочего органа замкнут по углу βPO поперечного перекоса рабочего органа, а второй контур этого гидропривода и два контура ходового устройства автогрейдера замкнуты, соответственно, по координатам ZPO, ХРО, YPO рабочего органа, измеряемым комплектом датчиков спутниковой навигационной системы /Сокращение сроков земляных работ. URL: http://www.agpmeridian.ru/image_content/preesntation_2013/Kolcov.pdf (дата обращения: 21.03.2018 г.)/. Этот способ принят за прототип.
К причинам препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относят то, что известный способ не обеспечивает высокой точности профилируемого полотна.
Сущность изобретения заключается в автоматизации процесса профилирования дорожного полотна автогрейдером.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности геометрических параметров возводимого полотна, а также в снижении себестоимости строительства дорожного полотна.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе профилирования дорожного полотна автогрейдером с ходовым, рулевым устройствами и гидроприводами подъема-опускания и перекоса рабочего органа, включающем в себя формирование, в соответствии с цифровым проектом дорожного полотна, выполненного в виде совокупности плановых координат X, Y и высот Z, и принятой схемой движения автогрейдера, вектора
Figure 00000001
задающих сигналов многомерной системы управления положением ХРО, YPO, ZPO средней точки режущей кромки и углом βРО поперечного перекоса рабочего органа автогрейдера в базовой прямоугольной системе координат OбXбYбZб при профилировании дорожного полотна, измерение координат ХРО, YPO, ZPO положения средней точки режущей кромки рабочего органа автогрейдера в базовой системе координат в процессе профилирования дорожного полотна комплектом датчиков спутниковой навигационной системы и формирование на выходе этой системы сигналов ХОС.С, YOC.C, ZOC.С, измерение угла βPO с помощью датчика β, расположенного на автогрейдере и формирование на выходе этого датчика сигнала βPO.С, определение отклонений ΔХРО=ХОС.З-XOC.С, ΔYPO=YOC.З-YOC.С, ΔβРО=βОС.З-βОС.С положения средней точки режущей кромки и угла перекоса рабочего органа автогрейдера относительно заданного, управление положением средней точки режущей кромки рабочего органа по координатам ХРО и YPO ходовым и рулевым устройствами автогрейдера, по координате βРО гидроприводом перекоса рабочего органа автогрейдера в функции значении ΔХРО, ΔYPO, ΔβРО, соответственно, особенность заключается в том, что дополнительно периодически измеряют в системе ОбХбYбZб координату ZPO одним или несколькими альтернативными датчиками и формируют из выходных сигналов этих датчиков альтернативный сигнал ZPO.А высотного положения рабочего органа, определяют первую разность Z1=ZPO.С-ZPO.А и вторую разность ZO=ZPO.З-ZPO.С задают величины ΔZ1 и ΔZO допустимых значений разностей Z1 и ZO при штатном режиме работы системы управления положением ZPO рабочего органа, вычисляют первый промежуточный сигнал
Figure 00000002
второй промежуточный сигнал
Figure 00000003
преобразуют сигнал Z3 в корректирующий сигнал ZK с помощью динамического фильтра, определяют сигнал обратной связи высотного положения рабочего органа ZOC=ZPO.С-ZK, определяют отклонение ΔZPO=ZPO.З-ZOC, управляют положением рабочего органа по координате ZPO его гидроприводом подъема-опускания в функции значения ΔZPO.
Для достижения более высокой точности геометрических параметров возводимого дорожного полотна, необходимо уменьшить погрешность сигнала ZOC обратной связи в системе автоматического управления положением рабочего органа по координате ZPO, путем дополнительного периодического измерения координаты ZPO одним или несколькими альтернативными датчиками и последующего формирования корректирующего сигнала ZK и использования его при вычислении сигнала обратной связи. Заявленное изобретение позволяет значительно повысить точность геометрических параметров возводимого дорожного полотна при профилировании его автогрейдером за счет повышения точности системы автоматического управления положением по координате ZPO рабочего органа автогрейдера путем дополнительной коррекции сигнала обратной связи этой системы управления, для чего осуществляется дополнительное периодическое измерение положения рабочего органа по координате ZPO с помощью одного или нескольких альтернативных датчиков, которые устанавливаются в зоне работы автогрейдера.
Блок датчиков альтернативного периодического измерения располагают на штанге, закрепленной на рабочем органе, а элементы, формирующие альтернативную плоскость, - например, на струнах, натянутых между опорами, установленными, по крайней мере, на одной из границ профилирования дорожного полотна, определяемых технологией производства работ, на высоте, обеспечивающей безопасное проведение работ.
На фиг. 1 изображена структурная схема автоматического профилирования дороги автогрейдером, где приняты следующие обозначения: задатчик положения рабочего органа 1, рабочий орган автогрейдера 2, первое устройство сравнения 3, спутниковая навигационная система 4, первый регулятор 5, ходовое устройство 6, второе устройства сравнения 7, второй регулятор 8, рулевое устройство 9, третье устройство сравнения 10, арифметическое устройство 11, третий регулятор 12, гидропривод подъема-опускания рабочего органа 13, четвертое устройство сравнения 14, пятое устройство сравнения 15, блок вычисления Z3 16, блок датчиков альтернативного измерения ZPO 17, задатчик ΔZO 18, задатчик ΔZ1 19, динамический фильтр 20, шестое устройство сравнения 21, датчик β 22, четвертый регулятор 23, гидропривод перекоса рабочего органа 24.
На фиг. 2 изображена упрощенная структурная схема автоматического профилирования дороги автогрейдером, где приняты следующие обозначения: задатчик положения рабочего органа 1, рабочий орган автогрейдера 2, спутниковая навигационная система 4, ходовое устройство 6, рулевое устройство 9, гидропривод подъема-опускания рабочего органа 13, блок датчиков альтернативного измерения ZPO 17, датчик β 22, гидропривод перекоса рабочего органа 24, элемент, формирующий альтернативную плоскость 27, контроллер 28.
На фиг. 3 изображен один из возможных вариантов расположения датчиков дополнительного периодического альтернативного измерения координаты ZPO рабочего органа автогрейдера (вид спереди), здесь приняты следующие обозначения: базовая система координат ОБ ZБ ХБ XБ дорожного полотна, рабочий орган автогрейдера 2, спутниковая навигационная система 4, гидропривод подъема-опускания рабочего органа 13, блок датчиков альтернативного измерения ZPO 17 альтернативного периодического измерения координаты ZPO, опора 25, струна 26, элемент, формирующий альтернативную плоскость 27.
На фиг. 4 изображен один из возможных вариантов расположения датчиков дополнительного периодического альтернативного измерения координаты ZPO рабочего органа автогрейдера (вид сверху), здесь приняты следующие обозначения: базовая система координат ОБ ZБ ХБ YБ дорожного полотна, рабочий орган автогрейдера 2, спутниковая навигационная система 4, ходовое устройство 6, рулевое устройство 9, блок датчиков альтернативного измерения ZPO 17 альтернативного периодического измерения координаты ZPO, опора 25, струна 26, элемент, формирующий альтернативную плоскость 27.
Примем для компактности описания следующие оси базовой системы координат: ось, направленную на восток обозначим буквой X; ось, направленную на север обозначим буквой Y; ось, направленную вертикально вверх обозначим буквой Z. Угол перекоса рабочего органа обозначим буквой β. Индексы букв X, Y, Z, β обозначают функциональное назначение сигналов либо перемещений по осуществляемым соответствующим осям или углу.
Для осуществления способа профилирования дорожного полотна используют устройств которое состоит из автогрейдера, оснащенного ходовым устройством 6, рулевым устройством 9 и гидроприводом подъема-опускания рабочего органа 13 и гидроприводом перекоса рабочего органа 24, комплектом датчиков спутниковой навигационной системы 4, которая измеряет положение средней точки режущей кромки рабочего органа ХРО, YPO, ZPO в базовой системе координат Об Хб Yб Zб и формирует сигналы обратной связи ХОС.С, YOC.С, ZOC.С, используемые в системах управления. Корме того на автогрейдере установлен датчик β 22 измерения угла перекоса рабочего органа βPO. Задатчик положения рабочего органа 1 с четырьмя выходными координатами ХРО.З, YPO.З, ZPO.З, βРО.З, значения которых определяются цифровым проектом дорожного полотна, создаваемого в базовой системе координат Об Хб Yб Zб, и принятой схемой движения автогрейдера. Для управления автогрейдером имеются четыре устройства сравнения, четыре регулятора для управления ходовым устройством 6, рулевым устройством 9 и гидроприводом подъема-опускания рабочего органа 13 и гидроприводом перекоса рабочего органа 24. Автогрейдер дополнительно снабжен блоком датчиков альтернативного периодического измерения координаты ZPO - блоком датчиков альтернативного измерения ZPO 17, который формирует сигнал ZPO.A. Формирование этого сигнала происходит за счет того, что вдоль рабочей площадки установлены опоры 25 между которыми натянуты струны 26 на которых, в свою очередь, закреплены элементы, формирующие альтернативную плоскость 27. На автогрейдере имеется пятое устройство сравнения 15 для определения разностного сигнала обратной связи по оси, направленной вертикально вверх Z1=ZPO.С-ZPO.А, шестое устройство сравнения 14 для определения разностного сигнала системы управления по оси, направленной вертикально вверх ZO=ZPO.З-ZPO.С, задатчик ΔZ1 19 и задатчик ΔZ0 18 - задатчики для задания допустимого значения разностного сигнала обратной связи по оси, направленной вертикально вверх ΔZ1 и допустимого значения разностного сигнала системы управления по оси, направленной вертикально вверх ΔZO. Эти сигналы поступают в блок вычисления сигнала обобщенной обратной связи Z3 (блок вычисления Z3 16) по уравнениям
Figure 00000004
где
Figure 00000005
Затем сигнал Z3 подается через динамический фильтр 20 в арифметическое устройство 11 для определения сигнала обратной связи ZOC=ZPO.С-ZK. Причем первый выход задатчика положения рабочего органа 1 соединен с прямым входом первого устройства сравнения 3, выход которого посредством первого регулятора 5 соединен с входом ходового устройства 6 автогрейдера, выход спутниковой навигационной системы 4 по сигналу положения средней точки режущей кромки по оси, направленной на восток ХРО.С, полученной с помощью спутниковой навигационной системы 4 соединен с инверсным выходом первого устройства сравнения 3, второй выход задатчика положения рабочего органа 1 соединен с прямым входом второго устройства сравнения 7, выход которого посредством второго регулятора 8 соединен с входом рулевого устройства 9 автогрейдера, выход спутниковой навигационной системы 4 по сигналу положения средней точки режущей кромки по оси, направленной на север YPO.C, полученной с помощью спутниковой навигационной системы соединен с инверсным входом второго устройства сравнения 7, третий выход задатчика положения рабочего органа 1 соединен с прямым входом шестого устройства сравнения 21 и с прямым входом третьего устройства сравнения 10, выход третьего устройства сравнения 10 соединен посредством третьего регулятора 12 с входом гидропривода подъема-опускания рабочего органа 13, выход спутниковой навигационной системы 4 по сигналу положения средней точки режущей кромки по оси, направленной вертикально вверх ZPO.С, полученной с помощью спутниковой навигационной системы соединен с прямым входом пятого устройства сравнения 15, с инверсным входом шестого устройства сравнения 21, с входом арифметического устройства 11, выход арифметического устройства 11 соединен с инверсным входом третьего устройства сравнения 10, четвертый выход задатчика положения рабочего органа 1 соединен с прямым входом четвертого устройства сравнения 14, выход которого посредством четвертого регулятора 23 соединен с входом гидропривода перекоса рабочего органа 24, выход датчика β 22 угла перекоса рабочего органа соединен с инверсным входом четвертого устройства сравнения 14, выход блока датчиков альтернативного измерения ZPO 17 соединен с инверсным входом пятого устройства сравнения 15, выход шестого устройства сравнения 21 соединен с первым входом блока вычисления Z3 16, выход задатчик ΔZ1 19 соединен с вторым входом блока вычисления Z3 16 связи, выход пятого устройства сравнения 15 соединен с третьим входом блока вычисления Z3 16, вход задатчика ΔZO 18 соединен с четвертым входом блока вычисления Z3 16, выход блока вычисления Z3 16 соединён посредством динамического фильтра 20 с вторым входом арифметического устройства 11.
Работа автогрейдера происходит следующим образом.
В соответствии с технологическим заданием профилирования дороги автогрейдером с требуемыми значениями точности геометрических параметров по координатам X, Y и Z, заданных проектом дорожного полотна и принятой схемой движения автогрейдера, формируется с помощью блока задатчика положения рабочего органа 1 вектор
Figure 00000006
задающих сигналов многомерной системы управления положением ХРО, YPO, ZPO средней точки режущей кромки и углом βРО рабочего органа автогрейдера 2 при его движении. Значениями элемента вектора
Figure 00000006
задаются требуемые величины координат ХРО, YPO, ZPO положения средней точки режущей кромки и угла βPO поперечного перекоса рабочего органа в базовой системе координат OБZБXБYБ при профилировании дорожного полотна. Далее требуемое значение координаты ХРО.З в первом устройстве сравнения 3 сравнивается с сигналом обратной связи ХРО.С спутниковой навигационной системы 4, приемник которой закреплен на автогрейдере, затем вычисленное значение ΔХРО=ХРО.З-ХРО.С поступает на первый регулятор 5 координаты ХРО, с которого сигнал подается на ходовое устройство 6 автогрейдера, в результате чего обеспечивается автоматическое управление положением средней точки режущей кромки рабочего органа по координате ХРО. Требуемое значение координаты YPO.З, сформированное в блоке задатчика 1, сравнивается во втором устройстве сравнения 7 с сигналом обратной связи YPO.С спутниковой навигационной системы 4, приемник которой закреплен на автогрейдере, затем вычисленное значение ΔYPO=YPO.З-YPO.С поступает на второй регулятор 8 координаты YPO, с которого сигнал подается на рулевое устройство 9 автогрейдера. В результате чего обеспечивается автоматическое управление положением средней точки режущей кромки рабочего органа по координате YPO.
Требуемое значение координаты ZPO.З, сформированное в блоке задатчика положения рабочего органа 1, сравнивается в третьем устройстве сравнения 10 сигналом ZOC, вычисленным в арифметическом устройстве 11, далее вычисленное значение ΔZPO-ZPO.З-ZPO.С поступает на третий регулятор 12 координаты ZPO, с которого сигнал подается на гидропривод подъема-опускания рабочего органа 13 автогрейдера, в результате чего обеспечивается автоматическое управление положением ZPO средней точки режущей кромки.
Сигнал ZPO.С о положении рабочего органа, измеряемый спутниковой навигационной системой 4, приемник которой закреплен на автогрейдере, подается на первый вход арифметического устройства 11, на инверсный вход четвертого устройства сравнения 14 и на прямой вход пятого устройство сравнения 15. На прямой вход четвертого устройства сравнения подается требуемое значение координаты ZPO.З, сформированное в задатчике положения рабочего органа 1, затем вычисленный в этом устройстве сравнения сигнал ZO=ZPO.З-ZPO.С подается на первый вход блока вычисления Z3 16. На инверсный вход пятого устройства сравнения 15 подается сигнал ZPO.А с выхода блока датчиков альтернативного измерения ZPO 17 положения рабочего органа. Далее сигнал Z1 с выхода пятого устройство сравнения 15 подается на второй вход блока вычисления Z3 16, на третий вход этого блока вычисления ZЗ поступает сигнал с задатчика ΔZO 18, а на четвертый вход блока вычисления Z3 16 подается сигнал с задатчика ΔZ1 19. Выходной сигнал Z3 блока вычисления Z3 16 вычисляется по формулам:
Figure 00000007
где
Figure 00000008
далее сигнал ZЗ подается на вход динамического фильтра 20, где формируется сигнал ZK, поступающий далее на второй вход арифметического устройства 11.
Требуемое значение угла βРО.З поперечного перекоса рабочего органа, сформированное в блоке задатчика положения рабочего органа 1, сравнивается в шестом устройстве сравнения 21 с сигналом обратной связи βРО.С, измеряемым датчик β 22. Далее сигнал ΔβРО=βРО.З-βРО.С, вычисленный в этом устройстве сравнения, поступает на вход четвертого регулятора 23, с которого сигнал подается на вход гидропривода перекоса рабочего органа 24, в результате чего обеспечивается автоматическое управление поперечного перекоса рабочего органа по углу βРО.
При осуществлении изобретения блок задатчика положения рабочего органа 1, третье устройство сравнения 10, четвертое устройство сравнения 14, пятое устройство сравнения 15, шестое устройство сравнения 21, арифметическое устройство 11, задатчик ΔZO 18, задатчик ΔZ1 19, блок вычисления Z3 16, динамический фильтр 20, третий регулятор 12, четвертый регулятор 23 могут быть реализованы, например, на универсальном программируемом контроллере SIMATIC S7-300 /Simatic. Комплекты для комплексной автоматизации. Каталог ST70-2105. Каталог продукции SIEMENS, СПБ:, 2005/. В качестве спутниковой навигационной системы может быть использована, например, система TOPSON 3D ГНСС /Система TOPSON 3D ГНСС для автогрейдеров www.gsi.ru/art.php?id=600.
Первый регулятора 5 и второй регулятора 8 может заменить, например, машинист автогрейдера, который, наблюдая на мониторе программируемого контроллера, например, SIMATIC S7-300, значения ΔХРО и ΔYPO, формирует воздействия на ходовое и рулевое устройства автогрейдера с помощью, например, джойстика.
В качестве блока датчиков альтернативного измерения ZPO 17 может быть применен, например, ультразвуковой датчик, расположенный на автогрейдере в точке, координату ZPO которой измеряют спутниковая навигационная система, и несколько элементов, формирующих альтернативную плоскость 27, каждый из которых закреплен выше автогрейдера на струнах 26 опор 25, расположенных вдоль трассы рабочей зоны автогрейдера. Опоры 25 закреплены в реперных точках строящегося дорожного полотна. Точность измерения координаты ZPO ультразвуковым датчиком, например, ультразвуковой дальномер типа: SKILL 0520 или КРАТОН ДУ-01 / Промышленные ультразвуковые дальномеры https://market.yandex.ru (дата обращения: 21.03.2018 г.)./ составляет ±3 мм при диапазоне измерения 0.6-15 м, что существенно превышает точность измерения по координате Z спутниковой навигационной системы, поэтому сигнал ZPO.А выхода блока датчиков альтернативного измерения ZPO 17 используется для формирования корректирующего сигнала ZK, используемого в цепи обратной связи системы автоматического управления положения рабочего органа по координате ZPO.
В качестве динамического фильтра 20, необходимость которого обусловлена исключением скачкообразного изменения сигнала ZK и тем самым предотвращением резкого изменения положения рабочего органа по координате ZPO, используется, например, апериодическое звено. Использования сигналов ΔZO и ΔZ1, формируемых задатчиком ΔZO 18 и задатчиком ΔZ1 19, в блоке вычисления Z3 16 вычисления ZЗ необходимо для исключения ложного срабатывания процесса формирования сигнала ZK.
При профилировании дороги автогрейдером, оснащенным спутниковой навигационной системой, имеет место существенная нестационарность значений выходных сигналов этой системы, измеряющей координаты ХРО, YPO, ZPO средней точки режущей кромки рабочего органа. Наиболее существенно это проявляется по координате ZPO, где погрешность измерения составляет 20-50 мм. Этот фактор не позволяет обеспечить профилирование дороги с требуемой точностью геометрических параметров. Путем применения многомерной системы автоматического управления профилирования дороги автогрейдером, оснащенным спутниковой навигационной системой, блоком датчиков альтернативного периодического измерения координаты ZPO рабочего органа, блока вычисления сигнала ZK и динамического фильтра, с помощью которых выполняется коррекция сигнала обратной связи в системе управления положением рабочего органа по координате ZPO становится возможным обеспечить требуемые показатели точности геометрических параметров дорожного полотна при минимальном расходе энергоресурсов.
Заявленный способ профилирования дороги позволяет автоматически обеспечить требуемое значение точности геометрических параметров дорожного полотна в процессе его профилирования при нестационарности значения координаты ZPO.С, измеряемой спутниковой навигационной системой. Поскольку точность измерения этой координаты комплектом датчиков спутниковой навигационной системы соответствует 20-30 мм и может достигать, как показали экспериментальные исследования, выполненные с участием авторов настоящей заявки на изобретение, 40-50 мм, что делает невозможным получение дорожного полотна с минимальными отклонениями от проекта, составляющими 2-3 мм.
С применением заявленного способа стабилизируется процесс профилирования дороги, в результате чего повышается ее качество.

Claims (1)

  1. Способ профилирования дорожного полотна автогрейдером с ходовым, рулевым устройствами и гидроприводами подъема-опускания и перекоса рабочего органа, включающий в себя формирование в соответствии с цифровым проектом дорожного полотна, выполненного в виде совокупности плановых координат X, Y и высот Z, и принятой схемой движения автогрейдера вектора
    Figure 00000009
    задающих сигналов многомерной системы управления положением ХРО, YPO, ZPO средней точки режущей кромки и углом βРО поперечного перекоса рабочего органа автогрейдера в базовой прямоугольной системе координат OбXбYбZб при профилировании дорожного полотна, измерение координат ХРО, YPO, ZPO положения средней точки режущей кромки рабочего органа автогрейдера в базовой системе координат в процессе профилирования дорожного полотна комплектом датчиков спутниковой навигационной системы и формирование на выходе этой системы сигналов ХОС.С, YOC.С, ZOC.С, измерение угла βPO с помощью датчика β, расположенного на автогрейдере, и формирование на выходе этого датчика сигнала βРО.С, определение отклонений ΔXPO=ХОС.З-ХОС.С, ΔYPO=YOC.З-YOC.С, ΔβРО=βОС.З-βОС.С положения средней точки режущей кромки и угла перекоса рабочего органа автогрейдера относительно заданного, управление положением средней точки режущей кромки рабочего органа по координатам ХРО и YPO ходовым и рулевым устройствами автогрейдера, по координате βРО гидроприводом перекоса рабочего органа автогрейдера в функции значений ΔХРО, ΔYPO, ΔβPO соответственно, отличающийся тем, что дополнительно периодически измеряют в системе OбXбYбZб координату ZPO одним или несколькими альтернативными датчиками и формируют из выходных сигналов этих датчиков альтернативный сигнал ZPO.А высотного положения рабочего органа, определяют первую разность Z1=ZPO.С-ZPO.А и вторую разность ZO=ZPO.З-ZPO.С, задают величины ΔZ1 и ΔZO допустимых значений разностей Z1 и ZO при штатном режиме работы системы управления положением ZPO рабочего органа, вычисляют первый промежуточный сигнал
    Figure 00000010
    второй промежуточный сигнал
    Figure 00000011
    преобразуют сигнал ZЗ в корректирующий сигнал ZK с помощью динамического фильтра, определяют сигнал обратной связи высотного положения рабочего органа ZOC=ZPO.C-ZK, определяют отклонение ΔZPO=ZPO.З-ZOC, управляют положением рабочего органа по координате ZPO его гидроприводом подъема-опускания в функции значения ΔZPO.
RU2018147815A 2018-12-29 2018-12-29 Способ профилирования дороги автогрейдером RU2707614C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147815A RU2707614C1 (ru) 2018-12-29 2018-12-29 Способ профилирования дороги автогрейдером

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147815A RU2707614C1 (ru) 2018-12-29 2018-12-29 Способ профилирования дороги автогрейдером

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707614C1 true RU2707614C1 (ru) 2019-11-28

Family

ID=68836256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018147815A RU2707614C1 (ru) 2018-12-29 2018-12-29 Способ профилирования дороги автогрейдером

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707614C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU41546A1 (ru) * 1932-01-21 1935-02-28 С.А. Агриков Комбайн дл постройки профилированных грунтовых дорог
CN201089948Y (zh) * 2007-09-05 2008-07-23 天津工程机械研究院 平地机智能调平***
RU2469151C1 (ru) * 2011-06-10 2012-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" Способ палеева по определению положения режущей кромки отвала автогрейдера
RU2565597C2 (ru) * 2012-02-10 2015-10-20 Алексей Андреевич Косарев Метод для оценки ориентации, аппаратура и компьютерный программоноситель
RU2572434C1 (ru) * 2014-08-26 2016-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" Система управления рабочим органом землеройно-транспортной машины
US20180016769A1 (en) * 2015-10-06 2018-01-18 Limited Liability Company "Topcon Positioning Systems" Automatic Blade Control System for a Motor Grader
US20180209120A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 Caterpillar Inc. Surveying system and method using mobile work machine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU41546A1 (ru) * 1932-01-21 1935-02-28 С.А. Агриков Комбайн дл постройки профилированных грунтовых дорог
CN201089948Y (zh) * 2007-09-05 2008-07-23 天津工程机械研究院 平地机智能调平***
RU2469151C1 (ru) * 2011-06-10 2012-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" Способ палеева по определению положения режущей кромки отвала автогрейдера
RU2565597C2 (ru) * 2012-02-10 2015-10-20 Алексей Андреевич Косарев Метод для оценки ориентации, аппаратура и компьютерный программоноситель
RU2572434C1 (ru) * 2014-08-26 2016-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" Система управления рабочим органом землеройно-транспортной машины
US20180016769A1 (en) * 2015-10-06 2018-01-18 Limited Liability Company "Topcon Positioning Systems" Automatic Blade Control System for a Motor Grader
US20180209120A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 Caterpillar Inc. Surveying system and method using mobile work machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69716671T2 (de) Steuervorrichtung für Baumaschinen
US5078215A (en) Method and apparatus for controlling the slope of a blade on a motorgrader
DE102010004517B4 (de) Optisches Instrument mit Winkelanzeige und Verfahren zum Betreiben desselben
EP2208019B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines objektes aus hybriden messungen
US5005652A (en) Method of producing a contoured work surface
DE102007051198B4 (de) System und Verfahren zur automatischen Einstellung eines Arbeitsgerätes
EP2432943B1 (en) Semiautomatic control of earthmoving machine based on attitude measurement
CN101117809A (zh) 平地机智能调平***及其调平方法
KR101892472B1 (ko) 오토 레벨링이 가능한 측량용 삼각대 및 그 제어 시스템
EP2729652B1 (en) Method and arrangement for calibrating sensors in drilling equipment
US20140326471A1 (en) Motor Grader Cross Slope Control With Articulation Compensation
EP2040030A1 (de) Positionsbestimmungsverfahren
CA3064719C (en) Blade control below design
CA2791064C (en) An apparatus and a method for height control for a dozer blade
DE102011051457A1 (de) Verbesserte Planiersteuerung für ein Erdbewegendessystem bei höheren Maschinengeschwindigkeiten
CN105714649A (zh) 框架变形控制
EP3296467B1 (de) Tiefbaugerät und tiefbauverfahren
DE102005024525A1 (de) Vermessungsinstrument
WO2008118027A2 (en) Method for planning the path of a contour-shaping machine
DE112013007492T5 (de) Steuerung eines Bohrpfades unter Einsatz von Glättung
CN102776827B (zh) 一种铣刨机及其铣刨深度监控装置
CN103869831B (zh) 一种平地机控制***及其控制方法
DE102020117095A1 (de) Automatische breiteneingabe für strassenfertigungsvorgänge
RU2707614C1 (ru) Способ профилирования дороги автогрейдером
KR101419641B1 (ko) 자연재해 저감을 위한 현장 계측기기의 실시간 수평제어 시스템