Диссертация (1024753), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Она состоит из:системы наземного лазерного сканировании LeicaHDS6200;инерциальннойнавигационной системы iXSea LandINS; GNSS-приемника Ashtech MagellanProflex 500; компьютера с программным обеспечением по управлениюмашиной в режиме реального времени. Сочетание измерений GNSS и INS спомощью системы измерения положения и ориентации обеспечивает высокуюточность позиционирования, в то время как лазерный сканер производит оченьточное облако точек.
ТС использовалось для исследования приливной зоныпляжей бельгийского побережья Северного моря.Рисунок 1.5.Транспортное средство ARGO с оборудованием [7]Рассмотренные ТС используются в основном для мониторинга в теплоевремя года. Анализ движения льда или исследование движения подледных водпроисходит в зимний период.В настоящее время исследования особенностей дрейфа льда активнопроводятся в нашей стране и за рубежом. Используемые для наблюдения задрейфом льда методы подразделяются на три группы в зависимости от22положения наблюдателя или автоматической аппаратуры, фиксирующейдрейф:- наблюдения из неподвижной точки;- наблюдения из точки, дрейфующей вместе со льдом;- наблюдения из точки, движущейся относительно льда.Такая классификация в определенной мере условна, однако она облегчаетзадачу краткого описания существа основных методов.
[15]К первой группе относятся прибрежные наблюдения, выполняемые наполярных станциях с помощью углодальномерных приборов (волномерперспектометр,теодолит),радиолокационныенаблюденияспомощьюбереговых и судовых радиолокационных станций (пример показан наРисунках1.6, 1.7), а также наблюдения за дрейфующими радиоавтоматами спомощью радиопеленгаторных станции.Рисунок 1.6.Пример стационарного исследования дрейфа льда при помощи РЛС. Видстационара СКБ САМИ с радиолокационной станцией FURUNO [16]23Рисунок 1.7.Дистанционное зондирование прибрежных зон с использованием радара [17]Вторая группа методов наблюдений включает как методы, позволяющиеопределятьабсолютныевекторыскоростидрейфа(астрономическиеопределения, тросовый способ, маятниковые дрейфомеры, дрейфографы,донные акустические системы), так и методы, служащие для измеренияотносительныхвзаимныхперемещенийльдин(базисныетеодолитныенаблюдения, лазерные дальномеры).Третья группа методов наблюдений за дрейфом льда включает методы,использующие радиолокационные станции (РЛС) посредством ПКМ, в томчисле используется дооснащение вездеходных машин исследовательскимоборудованием.
Пример использования группы коммуникативно связанныхтранспортно-технологических машин (ТТМ) (Рисунок 1.8) для работы варктической зоне было успешно реализовано группой японско-шведскихученых [18]. В восточной части Антарктиды была проведена научноисследовательская экспедиция, направленная на исследование физических,химических и биологических процессов, а так же климата и подледных вод.Применение группы коммуникативно связанных ТТМ позволило сократитьвремя на исследование за счет охвата большой территории мониторинга.24Рисунок 1.8.Группа коммуникативно связанных транспортно-технологических машин [18]Используемые колесные и гусеничные машины не применимы дляшироких условий эксплуатации [2, 3].
Подход к созданию ПКМ береговых зон,базирующийся на дооснащении существующих транспортно-технологическихкомплексов и серийно выпускаемых наземных ТС модульным навеснымоборудованием, значительно уступает разработке специальных многоцелевыхбазовых шасси, на которых размещается тот или иной вариант системыуправления, информационной системы и специального оснащения. Данныеподвижныемониторингакомплексынанеобходимыбереговыхдлятерриторияхдолгосрочногоипанорамногоприлегающихакваториях.Мониторинг заключается в измерении волнового климата, ледовой обстановки,динамики распространения загрязняющих веществ, обследовании следовцунами, а также оценке возможных опасностей вызванных дрейфом льда приобеспечениидобычинефтиигазавприбрежныхишельфовыхместорождениях.Одним из возможных путей решения этого вопроса является разработкаспециальных ПКМ на базе шасси спроектированных специально для движенияпо береговым зонам [8,9].
На Рисунке 1.9 экспериментальный образец25автономный мобильный робототехнический комплекс (АМРК) мониторинга ипрогнозирования морских природных катастроф разработанный совместноООО «Завод Вездеходных Машин» (ООО «ЗВМ») в НГТУ им. Р.Е. Алексеевапри непосредственном участии автора. В состав робототехнического комплексавходит шасси с возможностью установки разных типов трансмиссий, сменныхдвижителей, надстройка для установки исполнительных устройств на приводыуправления мобильной платформой; аппаратная часть [19, 20].Рисунок 1.9.Автономный мобильный робототехнический комплекс мониторингаприбрежной зоны: 1 – лидары LMS511Pro, 2 – антенны GNSS, 3 – метеостанцияVaysala WХ520, 4 – wi-fi антенна, 5 – Видеокамера AXIS Q6045-E, 6 – Радаркругового обзора MRS-100026На Рисунке 1.10 показан макет АМРК меньшего размера используемый сцелью отработки группового контроля и интеграции в мультиагентную сетьгруппы машин для береговых зон.
Размеры шасси большого и среднего макетовАМРК [21] обусловлены размерами устанавливаемого оборудования и былиполучены на основе анализа массово-габаритных характеристик существующихвездеходных ТС с различными типами движителей, а также последующегомоделирования с целью получения рациональной конструкции.Рисунок 1.10.Общий вид масштабного макета МРКАнализ существующих ПКМ для береговых зон позволяет сделать вывод,что разработку шасси для этих комплексов необходимо вести с учетомособенностей эксплуатации на этих территориях. Одними из требованийявляются обеспечение водоходности при преодолении водных преград, в томчисле вход и выход в воду, а также выбор наиболее движителя с точки зренияпроходимости наряду с обеспечение экологической безопасности.
Поэтомурассмотрим особенности и требования, предъявляемые к вездеходныммашинам, работающим в береговой зоне.1.2 Вездеходные машины для работы в береговой зонеАмфибийный транспорт, неразрушающий целостность биогеоценозовприбрежных районов, при этом остается единственным эффективным27средствомприпроведенииспасательныхоперацийитранспортномобеспечении прибрежных районов. [22-24]Внастоящеевремяпотребностьвиспользованиивездеходныхтранспортных средств, имеющих амфибийные свойства, значительно выросла.Это подтверждается активным ростом предложения на рынке вездеходовамфибий.
На Рисунках 1.11, 1.12 представлены примеры выпускаемыхавтомобилей-амфибий. Разработка наземных машин для транспортногообеспечения прибрежных районов имеет ряд особенностей. Разработчикамтранспортных средств следует учитывать форму и строение морскойприбрежной полосы, так как они несут ярко выраженные следы взаимодействиясуши и моря. Связь моря с берегом определяет успех решения проблемкомплексного освоения побережья. Возможность передвижения по береговымформамрельефаигрунтаважнадлястроительствапортовберегоукрепительных сооружений.Рисунок 1.
11.Автомобили-амфибии компания IvecoSeaLand и RAVx6 Duffy [25]и28Рисунок 1. 12Транспортные средства исследовательского центра CAMI: AmphibiousResponder (слева) и RAVx6 Hydra-Terra (справа) [26]При анализе преимуществ различных ходовых систем транспортныхсредств рассматривают следующие критерии: проходимость, безопасность,экономичность и экологичность.Последнему критерию последнее время уделяется все большее и большеезначение. Проблема сохранения экологии окружающей среды от вредныхвоздействий автотракторной техники должна решаться не только введениемдополнительных законодательных мер, но и на техническом уровне, как путемграмотной эксплуатации машин, так и путем соблюдения экологическихнормативовприпроектированииновыхобразцовимодернизациисуществующих моделей автотракторной техники.
С точки зрения воздействияна почву наиболее экологически дружественным видом транспорта являютсяаппараты на воздушной подушке (АВП), однако при всех достоинствах,существующие АВП имеют недостатки, которые ограничивают их применение(материалоёмкость, высокий уровень воздушного шума, большой расходтоплива, плохая управляемость из-за отсутствия контакта движителя с опорнойповерхностью).Давление на АВП опорную поверхность составляет 0,0012–0,0075 МПа, вотличие от лучших образцов колёсных и гусеничных ТС с давлением на грунт0,015–0,025 МПа и 0,005–0,01 МПа для РВД [27].29Гусеничные машины, включая машины с ленточными резинокорднымигусеницами, имеют низкие величины средних давлений на грунт. Однако вреальных условиях эксплуатации необходимо учитывать также еще целый рядфакторов, которые влияют на предельную величину.
В частности, вертикальнаянагрузка от каждого катка передается на грунт практически через один трак и врезультате статические давления в зоне контакта гусеницы возрастают внесколько раз. Эпюра нормальных давлений неравномерна, носит ярковыраженный пиковый характер [28, 29].Стремление совместить положительные качества гусеницы (низкиесредние давления на опорную поверхность) и пневмоколесного движителя(высокую ходимость и демпфирующие свойства) привело к созданиюпневмогусениц (Рисунок 1.13, в). При этом разработчикам удалось сгладитьзначительную неравномерность распределения давлений по длине контактагусеничного движителя с грунтом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
