Диссертация (1024753), страница 28

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 28)

Используя полученные данные, производятоценивают возможности времени автономного движения. При этом выбираютмашину с наименьшим расходом топлива. Далее оценивают подвижностьвариантов шасси ПКМ по критерию вероятности возможного временидвижения шасси в течение зимнего времени без потери проходимости.270Рисунок 5.50.Блок-схема метода проектирования шасси подвижных комплексовмониторинга, работающих в условиях береговых зон и обеспечивающихсоциально-экономическую и экологическую безопасность, а такжехозяйственную деятельность на береговых территориях и прилегающихакваториях271Таким образом, указанная последовательность действий позволяет датьрекомендации к рациональным конструкциям шасси подвижных комплексовмониторинга работающих в условиях береговых зон и обеспечивающихсоциально-экономическуюиэкологическуюбезопасность,атакжехозяйственную деятельность на береговых территориях и прилегающихакваториях.В соответствие с предложенным методом были разработаны различныетранспортно-технологическиемашиныимобильныеробототехническиекомплексы, в том числе автономный мобильный робототехнический комплекс(АМРК) для мониторинга прибрежных зон.

В мае-июне 2016 г. на побережье о.Сахалин были проведены экспериментальные исследования АМРК, которыепозволили оценить эффективность принятых технических решений, алгоритмовфункционирования подвижных комплексов мониторинга в береговых зонах.5.7. Экспериментальные исследования движения специальных шасси вбереговой зонеВ соответствие с предложенной методикой был разработан автономныймобильныйробототехническийкомплекс(АМРК)длямониторингаприбрежных зон. Данный комплекс разработан в НГТУ им.Р.Е. АлексеевасовместносООО«ЗаводВездеходныхМашин»врамкахнаучно-исследовательских работ «Исследования и разработки по приоритетнымнаправлениям развития научно-технологического комплекса России на 20142020 годы. Общий вид АМРК представлен на Рисунке 5.51.

Благодаря сменнымдвижителям (колесный, гусеничный, роторно-винтовой) возможно применениекомплекса на любых типах поверхностей, исходя из заданных условийэксплуатации. Телекоммуникационное управление комплексом позволяетоператору вести работу из безопасной зоны.272Рисунок 5.51.Вид АМРК на гусеничном ходу. Рядом находятся сменные колесные и роторновинтовые движители. Фотография с выставки ВУЗПРОМЭКСПО 2016В мае-июне 2016 г.

на побережье о. Сахалин были проведеныэкспериментальныеэффективностьисследованияпринятыхАМРК,которыетехническихпозволилирешений,оценитьалгоритмовфункционирования АМРК, а также работы измерительного оборудования.Целью проведения экспериментальных исследований на побережьеострова Сахалин являлось определение соответствия параметров АМРКзаявленным требованиям индустриального партнера и проведение оценкиэффективности функционирования АМРК мониторинга и прогнозированияморских природных катастроф: выполнения измерений морского волнения иполучения данных об окружающей среде, выполнения комплексом типовыхманевров; подвижности разработанного шасси.273Произведены тестовые измерения интенсивности отражения волнпосредством РЛС, а также данных о состоянии атмосферы (атмосферноедавление, температура, относительная влажность, направление ветра, скоростьветра). Отработаны типовые маневры в беспилотном режиме АМРК: движениепо заданному коридору на короткой дистанции и на длинной дистанции,криволинейное движение по заданному коридору (разворот, «змейка»),движение до контрольной точки и обратно, движение через контрольные точки.ПроизведенаоценкавесовыхпараметровАМРК,силасопротивлениядвижению, сила тяги по сцеплению, усилие бокового сдвига, максимальныйугол подъема машины, динамические качества машины, плавность ходамашины,топливнаяэкономичность,уголпоперечнойстатическойустойчивости.Для определении параметров машины были проведены испытания как наберегу Охотского моря (р-он мыса Свободный), так и предварительно натерритории СКБ САМИ ДВО РАН (Рисунок 5.52).Испытания по замеру силы сопротивления движению, силы тяги посцеплению и определения усилий бокового сдвига проводились на участкахпесчаного и песчано-гравийного пляжа с мелкой галькой.

Для измеренийиспользовалось специальное оборудование: электронный динамометр ДОУ-320И (Рисунок 5.53), Фрагмент определения тяговой характеристики комплексапредставлен на Рисунке 5.54.274Рисунок 5.52.Фрагменты проведения экспериментальных исследований275Рисунок 5.53.Электронный динамометр ДОУ-3-20ИРисунок 5.54.Фрагмент замера силы тяги по сцеплениюНаибольшая сила тяги на крюке (в пределе – запас силы тяги)определяласьнанизшейпередачекоробкиперемены.Приэтомиспытываемое шасси разгонялось до достижения максимальных оборотовдвигателя, а затем плавно затормаживался через трос с силовым датчикомдинамометра до полной остановки при полном буксовании движителя.

Вкачестве сопротивления использовался буксируемый второй автомобиль,создание необходимого усилия сопротивления обеспечивалось с помощьюрабочей тормозной системы буксируемого автомобиля.276Примеры замеров приведены на Рисунках 5.55, 5.56. В первом случае зазначение сопротивления берется среднее на исследуемом участке приустановившейсяскорости.Вовтором,исследуемаямашинатянулавспомогательную, которая затормаживала. При этом фиксировалось пиковоезначение.Рисунок5.55.Примеры замера сопротивления.Рисунок 5.56.Примеры замера запаса силы тягиРезультатыпроведенныхэкспериментальныхисследованийпоопределению силы тяги и сопротивления движения, а также обобщенныхфункций сцепления и сопротивления представлены в Таблице 5.1. В Таблице277даны значения средних и интервалов с 90% вероятностью попадания значенийобобщенных функций сцепления и сопротивления, полученных теоретически вразделе 5.2., максимального отклонения от этих значений.Таблица 5.1.Замеры АМРК с колесным движителем по участку песчано-гравийного берега.14701510159014901515%НОтклонение,СиласопротивлениядвижениюСреднееизм.Замер 4параметраЗамер 3Ед.Замер 2НаименованиеЗамер 1Измеренное значение5%Таблица 5.2.Замеры АМРК с колесным движителем по участку песчаного берега.16801710155015001610%НОтклонение,СиласопротивлениядвижениюСреднееизм.Замер 4параметраЗамер 3Ед.Замер 2НаименованиеЗамер 1Измеренное значение7%278Таблица 5.3.Замеры АМРК с колесным движителем по участку песчано-гравийного берега.Н325036203370%Сила тяги по сцеплениюОтклонение,изм.СреднеепараметраЗамер 3Ед.Замер 2НаименованиеЗамер 1Измеренное значение34106%Таблица 5.3.Замеры АМРК с колесным движителем по участку песчаного берега.Н312030803250%Сила тяги по сцеплениюОтклонение,изм.СреднеепараметраЗамер 3Ед.Замер 2НаименованиеЗамер 1Измеренное значение31503%Таблица 5.5Сравнение теоретических и экспериментальных данных для шасси МРК сколесным движителемТипопорногооснованияПесчаноеОбобщенн ОбобщенаянаяТеоретичефункцияфункцияскиесопротивл сцепленизначенияенияядвижению0,1640,3210,167(0,1120,269)0,363(0,3230,412)2%13%0,1540,3470,143(0,0980,229)0,379(0,3340,434)7%9%ПесчаногравийоноеТеоретиче Отклоне Отклонескиение отние отзначения среднего среднего279Таблица 5.6.Замеры АМРК с гусеничным движителем по участку песчано-гравийногоберега.%Отклонение,Среднееизм.Замер 4параметраЗамер 3Ед.Замер 2НаименованиеЗамер 1Измеренное значениеСиласопротивленияН150016301620154015705%движениюТаблица 5.7.Замеры АМРК с гусеничным движителем по участку песчаного берега.%Отклонение,Среднееизм.Замер 4параметраЗамер 3Ед.Замер 2НаименованиеЗамер 1Измеренное значениеСиласопротивленияН1450169017101550160010%движениюТаблица 5.8.Замеры АМРК с гусеничным движителем по участку песчано-гравийногоберега.Н5540538052805400%Сила тяги по сцеплениюОтклонение,изм.СреднеепараметраЗамер 3Ед.Замер 2НаименованиеЗамер 1Измеренное значение3%280Таблица 5.9.Замеры АМРК с гусеничным движителем по участку песчаного берега.Н5980584061305980%Сила тяги по сцеплениюОтклонение,изм.СреднеепараметраЗамер 3Ед.Замер 2НаименованиеЗамер 1Измеренное значение3%Таблица 5.10Сравнение теоретических и экспериментальных данных для шасси МРК сколесным движителемТипопорногооснованияПесчаноеПесчаногравийоноеОбобщенн ОбобщенаянаяТеоретичефункцияфункцияскиесопротивл сцепленизначенияенияядвижениюТеоретиче Отклоне Отклонескиение отние отзначения среднего среднего0,1630,610,16(0,140,196)0,57(0,510,636)2%7%0,160,570,151(0,1350,181)0,589(0,5260,668)6%6%Таким образом, проведенные экспериментальные исследования позамерам сил сопротивления движения и силы тяги позволяют сделать вывод,что разброс измеренных значений составил не более 10%.

При этом отклоненияполученных экспериментально обобщенных сил сопротивления и сцепления отсредних значений полученных теоретически составляют не более 13%, а самизначения лежат в интервале от 5 до 95% вероятностей.2815.8. Выводы по главеАнализ проведенных исследований в данной главе базировался наматериалах предыдущих глав и позволил сделать следующие выводы:1.Приведенаметодиказаданияпараметровдорожно-грунтовыхоснований характерных для береговых зон и прилегающих территорийзаданных в стохастической постановке. Приведены визуальные примерысмоделированных сгенерированных функции сцепления для песчаной опорнойповерхности береговой зоны и для поверхности типа «микст».2. Выделены два подхода к моделированию взаимодействия движителя сопорными поверхностями береговой зоны.Приведены аналитические зависимости для расчета элементарныхнормальных и касательных напряжений действующих в зоне контактадвижителя с полотном пути. Даны зависимости для расчета песчано-гравийныхи снежных опорных оснований, позволяющих рассчитать силы сопротивленияи сцепления с учетом статистических характеристик грунта и снега.Приведеныаналитическиезависимостидлярасчетаобобщенныхфункций сцепления и сопротивления движению на опорных поверхностяхберегового пляжа.3.

Получено, что для базового шасси МРК с колесным движителем соследующими параметрами: полная масса M а  1000 кг., радиус шиным., ширина шиныB  0,32R  0,41м., деформация шины при нормальном давлении вшине ш  0,05 R м., количество движителей по борту для колесного nк  3 ,вероятности движения без потери проходимости составляет 99% для песчаногравийного и 98% для песчаного опорных оснований береговой зоны.

При этом,при увеличении полной массы шасси на 20% вероятность потери проходимостиувеличивается на 4% для песчано-гравийного опорного основания (приувеличении массы на 50% – на 14%) и на 9% для песчаного опорного основания(при увеличении массы на 50% – на 25%). Снижение массы на 20%282обеспечивает полное движение шасси без потери проходимости. Уменьшениерадиуса на 20% приводит к снижению проходимости на 6% для песчаногравийного опорного основания и на 13% для песчаного опорного основания,увеличение на 20% обеспечивает полное движение шасси без потерипроходимости. Уменьшение ширины шины на 20% приводит к снижениюпроходимости на 8% для песчано-гравийного опорного основания и на 15% дляпесчаного опорного основания, увеличение на 20% обеспечивает полноедвижение шасси без потери проходимости.

Характеристики

Список файлов диссертации