Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей

Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей относится к области исследования геометрических характеристик неровностей профиля деформируемых опорных поверхностей, преимущественно грунтов в природных условиях, изменяющих свои размеры при взаимодействии с движителями колесных мобильных машин. Один из концов каждого из продольных рычагов шарнирно прикреплен к поперечной раме, снабженной опорными колесами. На свободных концах продольных рычагов установлены выполненные в виде колес приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности. Продольные рычаги шарнирно прикреплены к раме на расстояниях друг от друга, соответствующих поперечному шагу измерения профиля поверхности. По концам поперечной рамы расположены измерительные приспособления, выполненные в виде приемников глобальной навигационной системы. Колеса приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, выполнены съемными с возможностью замены. На продольных рычагах над съемными колесами установлены элементы крепления и сменные грузы для создания нормальной нагрузки на съемные колеса. Поперечная рама, дополнительно снабжена датчиками угла поворота каждого продольного рычага относительно нее. Значительно повышается точность измерения характеристик профиля опорной поверхности, уменьшается трудоемкость изготовления и эксплуатации устройства. 2 ил.

 

Изобретение относится к области исследования геометрических характеристик неровностей профиля деформируемых опорных поверхностей, преимущественно грунтов, в природных условиях, изменяющих свои размеры при взаимодействии с движителями колесных мобильных машин.

Форма неровностей профиля опорных поверхностей, по которым происходит движение колесных мобильных машин, оказывает существенное влияние на рабочие скорости, плавность хода, качество выполняемых технологических операций. Для твердых опорных поверхностей, например покрытий автомобильных дорог, размеры неровностей оцениваются путем непосредственных измерений при помощи нивелиров, измерительных реек, лазерных дальномеров и т.п.

В случае деформируемых опорных поверхностей, например сельскохозяйственных полей, карьеров, прохождение движителей изменяет профиль опорных поверхностей, и воздействие на машину оказывает уже измененный профиль. Поэтому для правильной оценки профиля необходимо учитывать именно измененный профиль.

Известно устройство для задавливания зонда и снятия профилограмм поверхностей, содержащее раму с опорными колесами, направляющую, по крайней мере одну, установленную на осях, расположенных на опорных колесах на одинаковых расстояниях от осей опорных колес с возможностью колебательных движений в вертикальной плоскости, датчик отклонения рамы от вертикали, установленный на раме, подпружиненный ползун для установки зонда, размещенный на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее, и приспособление для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей, выполненное в виде подпружиненной к ползуну шайбы, периодически контактирующей с определенным участком опорной поверхности и взаимодействующей с датчиком начала перемещения зонда, установленным на ползуне (см. патент RU 2110638, МПК6 Е01С 23/07, Е02D 1/00).

Однако точность измерений, осуществляемых посредством описанного устройства, является недостаточной, во-первых, вследствие дискретного характера замеров, и, во-вторых, вследствие существенного отличия взаимодействия подпружиненной шайбы с деформируемой опорной поверхностью от взаимодействия реального движителя колесной мобильной машины с такой поверхностью.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для снятия профилограмм поверхностей, содержащее треугольную раму с опорными колесами, продольные рычаги, один из концов каждого из которых шарнирно прикреплен к раме, выполненные в виде колес приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, размещенные на свободных концах продольных рычагов, и измерительные приспособления, выполненные в виде приемников глобальной навигационной системы. Рычаги шарнирно прикреплены к раме на расстояниях друг от друга, соответствующих поперечному шагу измерения профиля поверхности. Колеса приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, установлены стационарно без возможности замены. Измерительные приспособления установлены на продольных рычагах над осями приспособлений для обеспечения движения. Количество измерительных приспособлений соответствует числу продольных рычагов (см. свидетельство на полезную модель RU 28700, МПК 7 Е01С 23/07, G01С 7/04).

Однако описанное устройство не обеспечивает достаточную точность измерения характеристик профиля из-за того, что деформация опорной поверхности при перемещении приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, не полностью соответствует деформации при перемещении движителя колесной мобильной машины, достаточно трудоемко в изготовлении и эксплуатации из-за необходимости установки приемника глобальной навигационной системы для каждого измерительного приспособления по каждому профилю поверхности.

В основе изобретения лежит задача повышения точности измерения характеристик профиля опорной поверхности, уменьшения трудоемкости изготовления и эксплуатации устройства.

Поставленная задача решается тем, что в установке для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей, содержащей раму с опорными колесами, продольные рычаги, один из концов каждого из которых шарнирно прикреплен к раме, выполненные в виде колес приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, установленные на свободных концах упомянутых рычагов, и измерительные приспособления, выполненные в виде приемников глобальной навигационной системы, причем продольные рычаги шарнирно прикреплены к раме на расстояниях друг от друга, соответствующих поперечному шагу измерения профиля поверхности, согласно изобретению колеса приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, выполнены съемными с возможностью замены, установка снабжена установленными на продольных рычагах элементами крепления и сменными грузами для создания нормальной нагрузки на съемные колеса. При этом приемники глобальной навигационной системы расположены по концам поперечной рамы, дополнительно снабженной датчиками угла поворота каждого продольного рычага относительно нее.

Благодаря выполнению колес приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, съемными с возможностью замены и нагружения этих колес сменными грузами создаются условия деформации опорной поверхности, эквивалентные условиям при эксплуатации колесной мобильной машины, что повышает точность измерения характеристик профиля деформируемой опорной поверхности.

Применение именно двух приемников глобальной навигационной системы, расположенных по концам поперечной рамы, и введение датчиков углов поворота каждого продольного рычага относительно поперечной рамы позволяет упростить конструкцию установки и уменьшить количество приемников, что снижает трудоемкость изготовления и эксплуатации установки в целом.

Предлагаемая установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлен ее общий вид, на фиг.2 - вид сбоку.

Кроме того, на чертеже изображено следующее: S - поперечный шаг измерения профиля поверхности; α - угол поворота продольного рычага относительно поперечной рамы.

Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей содержит поперечную раму 1, снабженную опорными колесами 2 и дышлом 3 для буксирования. По концам поперечной рамы 1 над каждым опорным колесом 2 установлены измерительные приспособления, выполненные в виде двух приемников 4 глобальной навигационной системы. На поперечной раме 1 с поперечным шагом S измерения профиля поверхности в продольно-вертикальной плоскости укреплены продольные рычаги 5 на шарнирах 6, причем каждый продольный рычаг 6 прикреплен к раме 1 шарнирно одним из своих концов. На поперечной раме 1 установлены датчики 7 угла поворота каждого продольного рычага относительно рамы, измеряющие углы α поворота каждого продольного рычага 5 относительно поперечной рамы 1 в продольно-вертикальной плоскости.

На свободных концах рычагов 5 установлены оси 8 с возможностью установки на них приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, выполненных в виде имеющих возможность замены съемных колес 9, свободно вращающихся в продольно-вертикальной плоскости. При небольшом угле α его величина пропорциональна вертикальному перемещению съемного колеса 9 при прохождении неровности опорной поверхности.

Кроме того, на свободных концах рычагов 5 над съемными колесами 9 установлены элементы крепления, выполненные в виде кронштейнов 10, для фиксации на них сменных грузов 11, создающих рабочую нормальную нагрузку на сменные колеса 9.

Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей работает следующим образом. Вначале на оси 8 устанавливаются съемные колеса 9 по конструкции и размерам, соответствующим колесам той мобильной машины, которая будет эксплуатироваться на обследуемой опорной поверхности. Затем на кронштейнах 10 размещаются сменные грузы 11 по весу, соответствующие весу, приходящемуся на каждое колесо реальной машины. Затем производится буксировка установки тягачом (на чертеже не показан) при помощи дышла 3. Во время движения при помощи двух приемников 4 глобальной навигационной системы определяются три текущие координаты в пространстве каждой из двух характерных точек поперечной рамы 1, например крайних точек поперечной рамы 1 на уровне торцов опорных колес 2. Одновременно датчиками 7 записываются значения углов α поворота каждого продольного рычага относительно рамы.

В результате измерений могут быть определены следующие параметры профиля опорной поверхности:

- форма макропрофиля опорной поверхности с учетом поперечного уклона - по траекториям движения характерных точек поперечной рамы 1, определенных приемниками 4 глобальной навигационной системы; поскольку макропрофиль характеризуется неровностями с волнами большой длины, то степень деформации опорной поверхности большого влияния на форму макропрофиля не оказывает;

- форма микропрофиля опорной поверхности - по величинам угла поворота α каждого продольного рычага 5 относительно поперечной рамы 1; при этом обеспечивается требуемая точность за счет выбора соответствующей величины поперечного шага S измерения профиля поверхности и поскольку учитывается деформация опорной поверхности колесами с реальными размерами, конструкцией и нагрузкой.

Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей, содержащая раму с опорными колесами, продольные рычаги, один из концов каждого из которых шарнирно прикреплен к раме, выполненные в виде колес приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, установленные на свободных концах упомянутых рычагов, и измерительные приспособления, выполненные в виде приемников глобальной навигационной системы, причем продольные рычаги шарнирно прикреплены к раме на расстояниях друг от друга, соответствующих поперечному шагу измерения профиля поверхности, отличающаяся тем, что колеса приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, выполнены съемными с возможностью замены, установка снабжена установленными на продольных рычагах элементами крепления и сменными грузами для создания нормальной нагрузки на съемные колеса, при этом приемники глобальной навигационной системы расположены по концам поперечной рамы, дополнительно снабженной датчиками угла поворота каждого продольного рычага относительно нее.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для оперативного контроля сцепных качеств сооружаемых и эксплуатируемых дорог с твердым покрытием, а также аэродромов и может быть использовано при расследовании ДТП.

Изобретение относится к области строительства, а именно - к ремонту и эксплуатации взлетно-посадочных полос (ВПП) аэродромов и направлено на оценку долговечности искусственных покрытий эксплуатируемых взлетно-посадочных полос на основе данных обследования этих покрытий.

Изобретение относится к системам и устройствам для оценки состояния аэродромного покрытия. .

Изобретение относится к устройствам для оперативного контроля коэффициента сцепления колеса с сооружаемыми и эксплуатируемыми дорогами и аэродромами с твердым покрытием и может быть использовано при расследовании дорожно-транспортных происшествий и нештатных ситуаций взлета и приземления воздушных судов.

Изобретение относится к устройствам для определения коэффициента сцепления колеса на ремонтируемом дорожном покрытии, а также может быть использовано для определения состояния дорожных и аэродромных покрытий.

Изобретение относится к устройствам для оперативного контроля коэффициента сцепления колеса с сооружаемыми и эксплуатируемыми дорогами с твердым покрытием и может быть использовано при расследовании дорожно-транспортных происшествий и нештатных ситуаций приземления воздушных судов.

Изобретение относится к технике для укладки дорожного покрытия, в частности к системам автоматического цифрового управления, и может быть использовано в процессе уплотнения асфальтобетонной смеси. Технический результат заключается в повышении точности и эффективности цифровой адаптивной системы управления процессом уплотнения асфальтобетонной смеси, в значительном сокращении процесса укладки дорожного полотна во времени, в увеличении срока службы асфальтобетонного покрытия и производительности дорожно-строительных работ. Для его достижения автоматическое управление процессом устройства дорожного полотна осуществляют непрерывно за счет применения сенсорного датчика на раме рабочего органа асфальтоукладчика, обеспечивающего мгновенное реагирование на изменение какого-либо фактора окружающей среды и технологического процесса, блока фазификатора, обеспечивающего перевод исходных данных с датчиков, контролирующих управляющий процесс, в значения лингвистических переменных, блока адаптивного управления, обеспечивающего реализацию процедуры нечеткого вывода на множестве продукционных правил, составляющих базу знаний системы управления, в результате чего формируются выходные лингвистические значения, блока дефазификатора, обеспечивающего перевод лингвистических значений в точные значения результатов вычислений и формирование управляющих воздействий, подаваемых на дискретные гидравлические приводы. Цифровая адаптивная система управления процессом уплотнения асфальтобетонной смеси содержит датчик углового положения, который вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения рабочего органа асфальтоукладчика от гравитационной вертикали. Сигнал ошибки поступает с выхода датчика углового положения на первый вход блока фазификатора. Датчик высотного положения вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения рабочего органа от положения, заданного копиром. Сигнал ошибки поступает с выхода датчика высотного положения на второй вход блока фазификатора. Тензометрический преобразователь усилия вырабатывает сигнал, пропорциональный усилию в металлоконструкции трамбующего бруса, который поступает с выхода тензометрического преобразователя усилия на третий вход блока фазификатора. Сенсорный датчик, установленный на раме рабочего органа асфальтоукладчика, вырабатывает сигнал, пропорциональный изменению какого-либо фактора окружающей среды и технологического процесса, который поступает с выхода сенсорного датчика на четвертый вход блока фазификатора. Блок фазификатора переводит исходные данные с датчиков, контролирующих управляющий процесс, в значения лингвистических переменных для блока адаптивного управления. Блок адаптивного управления реализует процедуры нечеткого вывода на множестве продукционных правил, составляющих базу знаний системы управления, в результате чего формируются выходные лингвистические значения для блока дефазификатора. Блок дефазификатора переводит лингвистические значения в точные значения результатов вычислений и формирует управляющие воздействия, подаваемые на дискретные гидравлические приводы для сведения текущих ошибок к нулю. 1 ил.

Изобретение относится к технике непрерывного контроля качества уплотнения грунтовых материалов. Устройство содержит дорожный каток с рабочим органом. Каток снабжен индикатором, а также кронштейном и расположенным на нем фиксирующим устройством, которые выполнены с возможностью взаимодействия со щупом, на котором закреплено контактирующее устройство. Обеспечивает повышение производительности уплотняющих работ. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению показателей ровности поверхности дорожного покрытия. В отличие от известных способов контроля неровностей профиля дорожного покрытия, основанных на измерении отклонений профиля каким-либо способом, в предлагаемом изобретении качество дорожного покрытия определяют по вибрационным характеристикам движущегося автомобильного средства, в частности мобильного виброизмерительного комплекса на базе автомобиля. Способ заключается в создании на этапе ввода дороги в эксплуатацию эталонной базы параметров ровности дорожного покрытия, в качестве которых используют характеристики вибровоздействий неровностей дорожного покрытия с привязкой по месту измерений спутниковой системой позиционирования, в процессе эксплуатации дороги осуществляют мониторинг состояния дорожного покрытия, записывая параметры вибровоздействий неровностей дорожного покрытия, данные контрольных измерений сравнивают с эталонными на одноименных точках трассы, по изменению разности параметров вибровоздействий принимают решение о ремонте дорожного покрытия или ограничении скорости движения на проблемных участках дороги. Новыми функциями изобретения является возможность обоснованно рекомендовать сроки эксплуатации дороги до ремонта, скоростной режим движения транспортных средств. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению показателей ровности поверхности дорожного покрытия. В отличие от известных способов контроля неровностей профиля дорожного покрытия, в предлагаемом изобретении качество дорожного покрытия определяют по вибрационным характеристикам движущегося автомобильного средства. Способ заключается в создании на этапе ввода дороги в эксплуатацию эталонной базы параметров ровности дорожного покрытия, в качестве которых используют характеристики вибровоздействий неровностей дорожного покрытия с привязкой по месту измерений спутниковой системой позиционирования, в процессе эксплуатации дороги осуществляют мониторинг состояния дорожного покрытия, записывая параметры вибровоздействий неровностей дорожного покрытия, данные контрольных виброизмерений в одноименных точках трассы используются в регрессионных моделях прогнозирования для определения срока эксплуатации трассы. 3 ил.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при расчетах дорожных одежд на прочность. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения прочности слоя дорожной одежды нежесткого типа на автомобильных дорогах предусматривает измерение толщины слоя дорожной одежды в двух разных точках, определение общих модулей упругости в этих точках, например, с помощью прогибомера. Затем, с учетом известного диаметра эквивалентного круга следа колеса автомобиля, определяют прочность материала слоя дорожной одежды по формуле: где: Ев - модуль упругости материала дорожной одежды, МПа; D - диаметр эквивалентного круга колеса автомобиля, м; - общий модуль упругости в одной точке дорожной одежды, МПа; - общий модуль упругости в другой точке дорожной одежды, МПа; h1 - толщина слоя дорожной одежды в точке измерения , м; h2 - толщина слоя дорожной одежды в точке измерения , м. Полученные результаты определения прочности слоя дорожной одежды позволяют решить вопросы оценки прочности дорожной одежды, принятия решений по качественному содержанию и ремонту, а также возможной реконструкции (усиления) дорожной одежды. 1 ил.

Изобретение относится к системе для определения объема фрезерованного материала или площади поверхности, фрезерованной строительной машиной, имеющей фрезерный барабан. Объем фрезеруемого материала определяют как функцию площади поперечного сечения срезаемого материала перед фрезерным барабаном и расстояния, пройденного строительной машиной при активном фрезеровании. Площадь поперечного сечения определяется частично прямым машинным наблюдением одной или более характеристик профиля поверхности грунта перед фрезерным барабаном. Фрезеруемую площадь поверхности определяют как функцию ширины фрезеруемого района перед фрезерным барабаном и расстояния, пройденного строительной машиной при активном фрезеровании. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами по нормали к ней, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны. Зондирование осуществляют электромагнитными волнами фиксированной частоты, производят смешение зондирующих и принимаемых электромагнитных волн, предварительно определяют основной фазовый сдвиг этих волн в отсутствие покрывающего слоя на поверхности дороги, затем определяют фазовый сдвиг этих волн при наличии этого слоя и по величине дополнительного фазового сдвига по отношению к основному фазовому сдвигу судят о состоянии поверхности дороги. 2 ил.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны, определяют фазовый сдвиг между падающими и отраженными волнами или изменение амплитуды (мощности) принимаемых волн по отношению к их значениям для падающих волн, предварительно определяют, соответственно, основной фазовый сдвиг этих волн или основное изменение амплитуды (мощности) этих волн в отсутствие покрывающего слоя на поверхности дороги. В поверхностный слой контролируемого участка дороги встраивают пассивный отражатель падающих на него электромагнитных волн в направлении, противоположном направлению зондирующих волн. Зондирование осуществляют электромагнитными волнами фиксированной частоты под некоторым углом, отличным от прямого угла, и по величине дополнительного фазового сдвига по отношению к основному фазовому сдвигу или дополнительного изменения амплитуды (мощности) принимаемых волн по отношению к основному изменению амплитуды (мощности) этих волн судят о состоянии поверхности дороги. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области исследования геометрических характеристик неровностей профиля деформируемых опорных поверхностей, преимущественно грунтов, в природных условиях, изменяющих свои размеры при взаимодействии с движителями колесных мобильных машин

Наверх