CC BY
12
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 12 / 2018.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК630*377.44
А.М. Будаков
студент 4 курса МФМГТУ им. Н.Э. Баумана
г. Мытищи, РФ [email protected] Научный руководитель: Е.Е. Клубничкин канд. техн. наук, доцент МФМГТУ им. Баумана
г. Мытищи, РФ [email protected] .ru
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОЧНО-ПАКЕТИРУЮЩИХ РОБОТОВ
Аннотация
В статье рассмотрены основные модели лесопромышленных валочно-пакетирующих роботов являющихся разработками таких организаций, как ООО" ИркутскНиилп" и АО ГНЦ ЛПК. Даны их основные характеристики, описаны в чем их преимущество и недостатки эксплуатирования в различных природных условиях.
Ключевые слова:
Робот; роботизирование; манипулятор; гидромотор; захватно-срезающие устройство; перспективность.
Основная часть. Лесозаготовительная промышленность - является крупнейшей отраслью лесной промышленности, поскольку лес является возобновляемым ресурсом. Из-за того, что лес прорастает в неудобных природно-производственных условиях, и на разной рельефной местности, были выпущены различные виды лесозаготовительных машин с помощью которых и осуществляется валка, погрузка и трелевка леса на склад. Но для того что бы облегчить работу человеку велись проекты по роботизированию основных узлов машин с помощью которого и происходили все основные манипуляции по валке леса, то есть сами манипуляторы с ЗСУ.
Робот - автоматическое устройство предназначенное для осуществления различного рода механических работ, которые действуют по заложенной в нее программе.
Роботизирование, есть ни что иное, как уже существующий механизм, который раньше без внешнего воздействия человека не смог бы функционировать и выполнять различные виды действий. Главной причиной современной тенденции роботизирования механических устройств заключается в облегчении жизнедеятельности и работы человека в различных сферах труда, в том числе и лесозаготовительной промышленности, которая не является исключением.
У нас в стране велись работы по созданию лесопромышленных роботов, которые могли спиливать, и укладывать в пачки деревья. Одной из не многих компаний, которые этим занимались, являлись ООО «ИркутскНиилп» и АО «ГНЦ ЛПК».
Рассмотрим наиболее удачные проекты лесопромышленных роботов, предложенные вышесказанными организациями. Шагающий лесопромышленный робот ЛРШ-4 представленный на рисунке 1. Этот механизм уникален тем, что может применяться на разреженных лесосеках расположенные на склонах, в болотистой местности, а также на каменистой и грунтовой поверхности, работая в таких условиях он заменяет целую группу рабочих. Лесопромышленный робот гораздо легче по массе, чем колесные и гусеничные лесозаготовительные машины, в процессе использования которых накатывается колея и уплотняется почва [5,6].
Сам робот состоит из захвата, соединенного шарнирно гидроцилиндром с манипулятором, конец которого также соединен со штоком гидроцилиндра опоры, на которой жестко закреплены корпус
1 8 }
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 12 / 2018.
гидроцилиндра, пильный орган, захватное устройство и энергетический привод.
На рисунке 1 представлены схемы лесного робота ЛРШ-4 в момент захвата (а) и в момент срезания дерева (б).
Рисунок 1 - схема работы ЛШР-4 а) схема захвата; б) схема срезания 1 - захват манипулятора; 2 - гидроцилиндр крепления захвата; 3 -манипулятор; 4 - шарнир; 5 -шток гидроцилиндра опоры; 6 - опора; 7 - пильный орган; 8 - захватное устройство; 9 - гидромотор
Лесопромышленный робот ЛШР-4 работает следующим образом. Механизм привозят на лесосеку и крепят захватом манипулятора к дереву, для того чтобы была точка опоры. Потом прекращают подачу жидкости в гидроцилиндр крепления захвата к манипулятору и гидроцилиндр манипулятора, включают на втягивание гидроцилиндр опоры, которым опору поднимают с грунта и фиксируют ее в поднятом положении. Затем, складывают манипулятор и надвигают опору на дерево до тех пор, пока ее захватное устройство не зажмет этот ствол дерева. По команде пильный орган гидроцилиндром опускается к корню дерева, и одновременно на грунт гидроцилиндром опоры опускается опора. Как только опора прочно станет на грунт, включается пильный орган, и ствол дерева отделяется от корневой системы и манипулятором укладывается в пачку деревьев. Устойчивость ЛШР-4 обеспечивается опорой и захватом, с помощью которого опора удерживается за пень, после укладки дерева манипулятор вновь производит поиск дерева и зажимает его захватом, затем захват опоры освобождает пень, и вся опора вышеописанным способом надвигается на дерево, и цикл валки повторяется. Этот робот только производит валку деревьев и их пакетирование[7].
Так же был представлен необычный по своей конструкции робот, схема которого представлена на рисунке 2.
Этот робот уникален тем, что имеет три манипулятора и на каждом из них установлен ЗСУ, благодаря этому КПД возрастает неоднократно. Так же этот механизм имеет возможность передвигаться по деревьям,
1 9 }
соответственно на его работу никакого влияния не оказывает рельеф местности, он может работать как на равнинах, так и в горных условиях. Поскольку роботом можно управлять дистанционно, а оператор расположен на базе, то появляется возможность работы 24 часа в сутки. Так же можно решить проблему дефицита рабочей силы, так как один человек может управлять группой роботов.
Рисунок 2 - Общий вид робота с тремя манипуляторами 1,2,3-балка; 4,5,6-захватно-срезающие устройство (ЗСУ); 7-цилиндр; 8-шток; 9-плита; 10,11,12-шарниры; 13-система связи; 14-информационно-измерительная система; 15-ультрозвуковой дальномер; 16-фотодатчик
Робот включает систему связи, информационно-измерительную систему, исполнительную и управляющую системы. Конструктивно робот состоит из трех манипуляторов, каждый из которых выполнен в виде трех балок с захватно-срезающими устройствами, опорной телескопической стойки, включающей цилиндр и шток, к которому присоединена плита. Манипуляторы смонтированы на стойке при помощи шарниров.
Робот-манипулятор работает следующим образом, технику доставляют в лесосеку где его устанавливают на землю, вся система удерживается опорной плитой и для большой надежности он крепится третьим манипулятором за ближайшее дерево, остальные два манипулятора совершают все основные действия по валке леса. Когда робот принял устойчивое положение, остальные два манипулятора захватив деревья начинают свою работу, первый манипулятор срезает дерево и укладывает в пачку, потом очередной манипулятор выполняет тот же принцип действий что и предыдущий.
Когда два манипулятора освободились и деревья уложены на грунт, оператором выдается команда, шток втягивается в цилиндр, при этом поднимается опорная плита с грунта лесосеки, и все устройство поворачивается вокруг третьего манипулятора в новое исходное положение.
Проходимость лесозаготовительных машин, на базе гусеничных и колесных движителей, является одной из самых актуальных проблем, так как зачастую от этого зависит производительность работ в целом, повышение грузоподъёмности машины приводит к увеличению давления на почву, повышение скорости движения, так-же приводит к отрицательным воздействиям на почву, за счёт динамической составляющей работы движителя машины [1,2,3,4,8]. Поэтому и проводились работы по созданию робототизированных манипуляторов, так как они имеют возможность передвигаться в тяжёлых почвенно-грунтовых условиях и на горных склонах, не нанося вредного экологического воздействия природе.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации
9
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 12 / 2018.
проект № 1547
Список использованной литературы:
1. Клубничкин В.Е. Исследование кинематики и динамики движителя гусеничной лесозаготовительной машины / В.Е. Клубничкин, Е.Е. Клубничкин, Л.Д. Бухтояров // Лесотехнический журнал. 2014. Т. 4. №4 (16). С. 179-190.
2. Клубничкин В.Е. Моделирование движения гусеничных машин по лесным дорогам / В.Е. Клубничкин, Е.Е. Клубничкин, В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, А.В. Редкозубов, В.В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2016. № 1. С. 171-176.
3. Клубничкин Е.Е. Конечно-элементное моделирование ходовой системы гусеничной лесозаготовительной машины / Е.Е. Клубничкин // Автомобильная промышленность. 2009. № 2. С. 29-30.
4. Клубничкин В.Е. Модель взаимодействия элементов опорной поверхности гусениц лесозаготовительной машины с грунтом / В.Е. Клубничкин, Е.Е. Клубничкин, В.И. Запруднов, Л.Д. Бухтояров, Д.Ю. Дручинин, С В. Малюков // Лесотехнический журнал. 2014. Т. 4. №4 (16). С. 191-200.
5. Гоберман В.А., Гоберман Л.А. Колесные и гусеничные машины. Математическое моделирование и анализ технико-эксплуатационных свойств: Учебное пособие. - М.:МГУЛ, 2002. - 322 с.: ил. 92.
6. Клубничкин Е.Е. Моделирование дорожных условий гусеничной лесозаготовительной машины. Естественные и технические науки. 2005. №6. С. 237-243.
7. Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность-машина: Пер. с англ. / Под ред. В.В. Гуськова. - М.: Машиностроение, 1973. - 520 с.
8. Котиков В.М. Воздействие лесозаготовительных машин на лесные почвы / В.М. Котиков // Диссертация доктора технических наук. -М.: МЛТИ, 1995. - 214 с.
© Будаков А.М., 2018
УДК 004.942
Л.Р. Вотякова
канд. пед. наук, доцент НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ»,
davletovalr@mail. ru А.Р. Яруллин,
студент кафедры электротехники и энергообеспечения предприятий НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ» [email protected] г. Нижнекамск, РФ
РЕШЕНИЕ ОДНОЙ ИЗ ЗАДАЧ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ С ПОМОЩЬЮ MS EXCEL
Аннотация
Прикладная программа MS Excel позволяет автоматизировать процесс вычисления в области электротехники. Рассматривается матричный способ расчета цепи постоянного тока по уравнениям, на основании законов Кирхгофа.
Ключевые слова:
Электротехника, excel, расчет цепи постоянного тока.
На сегодняшний день во всех отраслях жизнедеятельности, как на производствах, так и в исследовательской деятельности, происходит повсеместная автоматизация процессов. Причина этого кроется на поверхности: автоматизация позволяет значительно увеличивать производительность и эффективность труда, при этом трудоёмкость и время затраченное на работу уменьшается. Связано это с
-( » )-
