Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Автоматизация штукатурных работ в строительстве Техрани Нима

Автоматизация штукатурных работ в строительстве
<
Автоматизация штукатурных работ в строительстве Автоматизация штукатурных работ в строительстве Автоматизация штукатурных работ в строительстве Автоматизация штукатурных работ в строительстве Автоматизация штукатурных работ в строительстве Автоматизация штукатурных работ в строительстве Автоматизация штукатурных работ в строительстве Автоматизация штукатурных работ в строительстве Автоматизация штукатурных работ в строительстве
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Техрани Нима Автоматизация штукатурных работ в строительстве : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 Москва, 2006

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ штукатурных работ как объекта автоматизации и методов и средств их выполнения 8

1.1. Технологические особенности выполнения штукатурных работ 8

1.2 Виды и состав штукатурных растворов 10

1.3 Оштукатуривание архитектурных форм 18

1.4 Нанесение штукатурного раствора 24

1.5 Организация штукатурных работ 26

1.6 Средства механизации и автоматизации для выполнения штукатурных работ 28

1.7 Планировка участка для управляемых мобильных штукатурных комплексов 46

1.8 Системы для выполнения автоматизированных штукатурных работ 56

1.9 Постановка задачи исследований 59

2. Методы автоматизации выполнения штукатурных работ 60

2.1 Технические требования к системам автоматизации штукатурных работ 60

2.2 Подача материала к автоматизированной установке для штукатурных работ 64

2.3 Кинематические структуры манипуляционных систем штукатурных автоматизированных комплексов 68

2.4 Выбор и расчет массогабаритных характеристик штукатурных автоматизированных комплексов 77

2.5 Выбор типа приводов штукатурного автоматизированного комплекса и расчет мощности 81

2.6 Определение погрешностей позиционирования 90

3. Синтез системы автоматического управления автоматизированным комплексом технических средств для выполнения штукатурных работ 94

3.1 Планирование траектории движения манипуляторов штукатурных автоматизированных комплексов 94

3.2 Оптимальное управление штукатурным автоматизированным комплексом 98

3.2.1 Построение математической модели 98

3.2.2 Расчет кинематики 100

3.2.3 Расчет динамики 105

3.3 Формулирование задачи оптимального управления 110

4. Экспериментальные исследования и предложения по технической реализации управляемых мобильных штукатурных комплексов 121

4.1 Задачи и функции информационного обеспечения 122

4.2 Функциональная схема мобильного штукатурного автоматизированного комплекса 121

4.3 Датчики внешней и внутренней информации штукатурного автоматизированного комплекса 123

4.4 Система управления штукатурным комплексом 127

4.5 Микропроцессорная система управления 130

4.6 Оценка надежности микропроцессорной системы управления 137

Выводы по работе 140

Список литературы 143

Приложения 147

Введение к работе

Актуальность темы. Современное строительство характеризуется ускоренным внедрением прогрессивных технологий, машин и механизмов. Штукатурные работы являются одним из важнейших технологических процессов строительного производства, технический уровень которого в значительной степени определяет качество и долговечность объектов строительства. Одновременно они являются одними из наиболее трудоемких видов работ на строительной площадке. При строительстве различных объектов на производство штукатурных работ затрачивается до 25% общей трудоёмкости и составляет около 30% общей продолжительности цикла. Большая их часть до сих пор выполняется вручную. Анализ технологии выполнения штукатурных работ показывает, что она подлежит автоматизации. Будущее принадлежит автоматизированным комплексам и системам, позволяющим автоматизировать процесс приготовления, подачи и нанесения штукатурной смеси, гарантируя при этом требуемое качество выполнения работ, минимизацию отходов строительных материалов и высокие темпы выполнения работ. При этом существенно повышается оперативность учета и управления производством, уменьшается численность обслуживающего персонала.

Настоящая работа посвящена разработке методов автоматизации штукатурных работ, реализуемых за счет использования штукатурного автоматизированный комплекс для выполнения штукатурных работа при выполнения внутренних отделочных работ, математическому описанию технологий выполнение штукатурных автоматизированный комплекс для выполнения штукатурных работ, функционирования систем управления исполнительных устройств штукатурного комплекса, разработке методов и средств их информационного обеспечения, синтезу законов управления, движением комплекса и его исполнительных устройств, созданию моделей и прикладных программ для автоматического управления механизмами выполняющими штукатурные работы.

Соответствие диссертации плану работ МАДИ (ГТУ) и целевым комплексным программам. Диссертационная работа выполнялась в рамках научного направления «Автоматизация в строительстве» Российской академии архитектуры и строительных наук.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является создание автоматизированной системы управления штукатурными работами на основе использования автоматизированных управляемых мобильных штукатурных комплексов.

В связи с этим необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать технологические особенности выполнения внутренних штукатурных работ и сформулировать требования к их автоматизации.

2. Обосновать методы автоматизации выполнения внутренних штукатурных работ.

3. Разработать кинематические структуры манипуляционных систем штукатурных автоматизированных комплексов для выполнения штукатурных работ, учитывающие динамические свойства, влияния возмущающих воздействий и взаимовлияния механизмов.

4. Синтезировать систему автоматического управления штукатурным автоматизированным комплексом для выполнения штукатурных работ.

5. Сформулировать рекомендации по технической реализации системы автоматизации выполнения штукатурных работ, информационного обеспечения автоматизированного комплекса для выполнения штукатурных работ, его основных исполнительных механизмов и устройств.

Идея работы заключается в автоматизации штукатурных работ с помощью управляемого мобильного автоматизированного комплекса для выполнения штукатурных работ, обеспечивающего заданную точность в толщине наносимого на поверхность стен штукатурного слоя с учетом конструктивных особенностей манипуляционной системы, ограничений на скорость перемещения и расстояния рабочего инструмента от обрабатываемой поверхности.

Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования, практические результаты основываются на методологии системного подхода, законах классической механики, методах математического анализа, классической и современной теории управления. Полученные результаты проверялись компьютерным моделированием и натурными экспериментами.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

? методы автоматизации внутренних отделочных штукатурных работ;

? система автоматического управления механизмами для выполнения штукатурных работ, алгоритмы и программы информационно-измерительной системы;

? методика создания системы автоматизированного управления движением исполнительных манипуляционных систем, заключающаяся в определении граничных точек участков траектории движения и задании перемещения рабочего инструмента по параллельным прямолинейным участкам с равномерным шагом;

? результаты исследования автоматизированного управления движением исполнительных манипуляционных систем по отработке траектории с формированием управляющих сигналов для управления приводами штукатурного автоматизированный комплекс для выполнения штукатурных работа.

Научная новизна работы состоит в разработке:

? математического описания исполнительной манипуляционной системы, как объекта управления при выполнении штукатурных работ;

? алгоритмов обработки измерительной информации о параметрах состояния комплекса и формирования управляющих сигналов для выполнения технологических операций;

? системы оптимального управления автоматизированным комплексом для выполнения штукатурных работ и.корректировки его положения, основанной на управлении траектории с учетом постоянно поступающей информации о координатах несущей платформы исполнительных устройств комплекса.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов обусловлена корректным использованием фундаментальных законов физики, механики, классической теории управления, корректными допущениями при составлении математических моделей и подтверждается результатами компьютерного моделирования и исследований макетов узлов и модулей разрабатываемого автоматизированного комплекса для выполнения штукатурных работ.

Практическая ценность работы:

? разработана автоматизированная система управления выполнением штукатурных работ, обладающая гибкостью при изменении параметров объекта обработки и при подключении дополнительных устройств;

? методика инженерного расчета автоматизированной системы управления выполнением штукатурных работ, использующая комбинированные базовые функции и ограничения на кривизну траектории; рекомендации по практической реализации автоматизированного штукатурного процесса, его информационной и управляющей систем. Реализация результатов работы: Материалы диссертационной работы переданы в строительные организации Москвы, Самары, Томска для использования ими при выполнении штукатурных работ и используются в учебном процессе кафедры «Автоматизация производственных процессов» МАДИ (ГТУ).

Апробация работы: Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: ежегодных научно-технических конференциях МАДИ (2003-2005), 7-ой международной научно-технической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов» (Новочеркасск, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объем работы составляет 183 стр. машинописного текста, который содержит 43 рисунка, 10 таблиц, список литературы из 47 наименований.

Оштукатуривание архитектурных форм

Отделка архитектурных форм штукатурными тягами это особый вид штукатурных работ. Он может выполняться как в обычных высококачественных штукатурках, так и в декоративных. Тянутый штукатурный рельеф выполняют с помощью шаблонов — приспособлений с вырезанным из доски профилем тяги и окованным жестью. Профильную доску закрепляют перпендикулярно салазкам с полозком, которые передвигают по ранее закрепленным правилам параллельно будущей тяге.

Так оштукатуривают колонны, карнизы, пояски, кессоны, делают русты, наличники окон и дверей, архивольты, плафоны и другие архитектурные детали. Толщина намета для любого архитектурного профиля не должна превышать 50 мм. При больших вылетах архитектурного рельефа из плоскости стены раствор наносят либо на специальные выступы кладки, либо на специальные дощатые конструкции или на металлический каркас , обтянутый металлической сеткой.

Штукатурный рельеф фасадов выполняют из тех же растворов, что и для отделки поверхностей. Накрывочный слой для тяг из цементных и известково-цементных растворов готовят на мелкозернистом наполнителе.

Внутри помещений для быстроты схватывания грунта в растворы вводят 20... 50% гипса от массы известкового теста и накрывку наносят из известково-гипсового теста без наполнителя.

Чтобы получить чистый заданный профиль тяги, свеженаметанный раствор тянут «на обдир», т. е. металлической оковкой вперед. Профиль получается точный, но не чистый, с рубцами. Поэтому для быстроты выполнения тяги до получения точного профиля по всей длине тяги шаблон двигают оковкой вперед, и только когда наносят накрывочный слой, шаблон тянут «на лоск» — вперед деревянной частью, снятой на фаску. Сложные тяги иногда начинают «на лоск», чтобы снять излишки с выпуклостей и переместить их во впадины, а затем выполняют операции «на обдир» и снова «на лоск».

Тяги из декоративных штукатурок выполняют шаблонами с двойной оковкой профильной доски. Второй оковкой (с большим выносом) вытягивают профиль по грунту, после чего ее снимают, и первой оковкой (заданного профиля) выполняют чистый профиль по декоративной накрывке, двигая шаблон сначала «на обдир», а потом- «на лоск».

При вытягивании профилей большого поперечного сечения полозок заменяют роликами для облегчения перемещения тяжелого шаблона, но при этом необходимо тщательно следить за чистотой правил.

Профили тяг, пересекающихся во входящих углах, вытягивают специальным угловым шаблоном с профильной доской, расположенной под углом 45 к стене, чтобы профильная доска могла дойти до самой вершины угла. Салазками для такого шаблона служит равнобедренный прямоугольный треугольник, к которому по биссектрисе прямого угла крепят профильную доску. Профильную доску в этом случае делают двойной (из двух досок со снятыми фасками), а оковку (металлический профиль) закрепляют между досками с фасками наружу.

Профиль декоративного руста выполняют по-разному в зависимости от размеров поперечного сечения руста. Глубокие русты (1...5 см) из любых штукатурных растворов выполняют вытягиванием. установки правил

Если расстояние между горизонтальными рустами превышает 50 см, то каждый руст вытягивают отдельно (рис. 1.2, а), для чего параллельно линии разбивки укрепляют правила и вытягивают сначала горизонтальные русты, а затем вертикальные, предварительно подрезав намет горизонтальных тяг в местах их смыканий с вертикальными. Тело самого «камня» заполняют раствором в последнюю очередь.

При расстоянии между горизонтальными тягами рустов менее 50 см у камней с гладкой поверхностью (рис. 1.2,6) можно совмещать вытягивание двух горизонтальных рустов вместе с вытягиванием поверхности самого камня. При этом места вертикальных рустов раствором не заполняют.

В этом случае правила устанавливают по осям соседних рядов имитируемой кладки. Закончив вытягивание камня с двумя горизонтальными рустами, вытягивают в этом ряду вертикальные русты. Приступая к вытягиванию следующего горизонтального ряда, нижнее правило оставляют на месте, оно становится верхним, а верхнее переносят вниз, в положение нижнего. Место, с которого удалили правило, заполняют раствором и выравнивают поверхность с одновременным выполнением вертикальных рустов. Если поверхность камня предполагают обработать под грубую фактуру, вытягивают только русты, а затем делают намет под нужную фактуру.

Описанные способы трудоемки, поэтому в современной практике чаще выполняют русты глубиной 1...3 см с помощью реек трапециевидной формы сечения. По осям рустов на грунт набивают одинарные или спаренные рейки более узким основанием к грунту. Накрывку наносят сначала по периметру будущего камня, уплотняют особенно тщательно в углах примыкания рейки к грунту, а затем заполняют тело камня, выравнивают и уплотняют. Рейки снимают на следующий день, сдвинув их ударом молотка по направлению руста. Повреждения кромок исправляют, одновременно покрывают обнажившийся из-под рейки грунт соответствующим раствором с крупностью зерен наполнителя не более 2,5 мм.

Технические требования к системам автоматизации штукатурных работ

Повышенная степень автоматизации штукатурных работ согласно представленным целям и задачам по созданию АКТСВШР для их выполнения предъявляет высокие требования к машинам, сенсорам и способам управления, а также к используемому штукатурному материалу. Исходя из этого, требуются штукатурные инструменты пригодные для автоматизированного нанесения штукатурки и её точного заглаживания. Лишь такие адаптированные к технологическому процессу инструменты делают возможным достижение высокой степени автоматизации при выполнении рабочих операций. Основные требования, имеющие место при создании АКТСВШР , можно представить по следующим разделам: К штукатурному материалу: 1. Хорошие адгезионные качества: должна быть обеспечена хорошая схватываемость штукатурного материала к стене по всей поверхности без необходимости наличия высокого давления прижатия так, чтобы можно было отказаться от сжатого воздуха, как средства, способствующего нанесению штукатурного раствора. Налипаемость штукатурного материала на исполнительном инструменте должна быть незначительной, чтобы не оказывать влияние на качество выполнения работ. 2. Длительный срок пригодности материала к применению: чтобы минимизировать циклы очистки раствороводов и штукатурной машины и увеличить продолжительность работы машины, строительный раствор должен после замешивания по возможности дольше оставаться в пригодном для применения состоянии. 3. Высокая прочность и стабильность формы: благодаря достаточной жёсткости и стабильности формы штукатурного материала дополнительная заливка раствором с помощью АКТСВШР после этапа грубого разравнивания образовавшейся поверхности должна быть исключена. 4. Хорошая устойчивость скалыванию: достигаемая затираемость материала с помощью штукатурного инструмента зависит в значительной мере от степени устойчивости штукатурки скалыванию, которая также должна быть достаточно высокой. 5. Малая склонность к набуханию: изменения формы из-за выхода воздушных включений в уже нанесённых слоях штукатурки могут быть снижены посредством специальных добавок, а также за счет возможно малых значений сопротивления текучести материала в раствороводе. 6. Неизменная консистенция: свойства материала и качество его нанесения зависят в решающей степени от неизменности консистенции штукатурного материала. К механизмам и устройствам управления: Мобильность: рабочая зона стационарного АКТСВШР ограничена длиной звеньев его манипулятора. Чтобы иметь возможность оштукатурить все помещения, необходимо менять позицию установки АКТСВШР внутри этажа и перемещать его через лестничный пролёт к следующему этажу. Автонавигация: внутри помещения АКТСВШР должен самостоятельно передвигаться вдоль стены и наносить на нее штукатурный раствор. Смена позиций от стены к стене должна проводиться оператором. Ориентирование: АКТСВШР должен ориентироваться в окружающей обстановке и распознавать при помощи сенсоров границы стен, высоту потолков, окна, двери, выступы и углы, а также проводку в помещении для того, чтобы приспособить последовательность движений и подачу раствора к окружающей обстановке. Достаточная несущая способность: АКТСВШР должен перемещать на себе устройство подачи материала, заполненное раствором, штукатурный инструмент и при движении вдоль обрабатываемых поверхностей справляться с возникающими при этом нагрузками. Высокая точность: для того, чтобы выполнить требования по точности обрабатываемых поверхностей, АКТСВШР в пределах всей его рабочей зоны должен иметь точность позиционирования минимум ± 1 мм Рабочая зона и гибкость: в жилищном строительстве необходимо оштукатуривать потолки, откосы крыш и стены высотой до 2,8 м. Для административных зданий рабочая зона АКТСВШР с помощью модулей должна расширяться с 2,8 м до 4 м по высоте. Компактность конструкции: АКТСВШР должен проходить в дверные проёмы и работать в ограниченных по площади помещениях, а также уметь разворачиваться, поэтому размеры АКТСВШР не должны превышать по ширине 70 см, по длине 110 см и по высоте 195 см. Модульное построение и незначительная масса: как правило, для транспортировки АКТСВШР к месту работы кран не используется. В этом случае необходимо производить разборку АКТСВШР на отдельные компоненты массой не более 40 кг, которые можно легко и быстро монтировать и демонтировать. Общая масса АКТСВШР не должна превышать допустимой нагрузочной способности перекрытий - около 250 кг/м2. Прочность и устойчивость к погодным условиям: соответствие прочностных параметров АКТСВШР и системы управления типичным условиям строительной площадки (жара, холод, пыль, грязь, сотрясения) является обязательным. Температурные воздействия, которым подвергается АКТСВШР, лежат в пределах -10 С - +35 С, хотя ниже 0 С проведение штукатурных работ невозможно. Эффективное управление: для выполнения требуемых движений и для обработки сенсорных сигналов требуется применение высокоэффективной системы управления. Простота обслуживания: АКТСВШР должен использоваться квалифицированным штукатуром с дополнительным образованием оператора, поэтому требуется несложная согласованная с потребностями штукатура система обслуживания, которая может быстро осваиваться и быть по возможности нечувствительной к ошибкам. К инструменту для нанесения и затирания раствора и технологическому процессу: Многофункциональный инструмент: нанесение и заглаживание раствора должно осуществляться одним инструментом, так чтобы избежать необходимости замены инструмента и многоразового оштукатуривания поверхности. Варьируемая толщина штукатурного слоя: инструмент в зависимости от допуска подлежащих обработке стен или перекрытий должен быть с состоянии выравнивать неровности между 5-30 мм при нормальном слое штукатурки или 3-6 мм при тонкослойном оштукатуривании. Обнаружение отклонений в размерах стен: для того, чтобы иметь возможность при автоматизированном проведении штукатурных работ компенсировать имеющиеся и лежащие в пределах допуска отклонения стен по размерам, необходимо обнаруживать их с минимальной точностью ± 0,2 мм.

Планирование траектории движения манипуляторов штукатурных автоматизированных комплексов

Управление любой технической системой или технологическим процессом основано на использование информации о параметрах, характеризующих текущее состояние этой системы или процесса. Для АКТСВШР это такие параметры, как: - положение; - скорость; - ускорения степеней подвижности или самого АКТСВШР; - усилие в приводах. Системы управления АКТСВШР оснащаются техническими средствами для получения информации о внутреннем состояние АКТСВШР и внешней среды, а также блоками обработки информации. Задача информационной системы АКТСВШР заключается в необходимости быстрого и точного выявления состояния самого АКТСВШР и свойств внешней среды, а затем обработка полученной информации и передачи ее в подсистему формирования управляющих сигналов на исполнительные органы. Соответственно этому, средства информации разделяются на две группы. К первой относятся датчики обратной связи, измеряющие состояние узлов АКТСВШР (манипулятора, схвата, средств передвижения), ко второй группе относят устройства получения информации об окружающей среде и объектах, взаимодействующих с манипулятором, то есть устройства очувствления АКТСВШР [36-40]. К датчикам предъявляют высокие требования, обеспечивающие высокую точность и легкость эксплуатации. Датчики должны иметь высокую надежность и помехоустойчивость, включая возможность эксплуатации в условиях электромагнитных помех, колебаний напряжений и частоты; малый габарит; устойчивость к механическим воздействиям (удары, вибрация) и к изменению параметров окружающей среды(температуры, влажности); развязку (независимость) входных и выходных цепей; иметь простую регулировку; иметь абсолютный отсчет перемещений и малую стоимость. Вид датчиков и его характеристики определяются из условий организации работы АКТСВШР в заданной среде. Для управления приводом постоянного тока в настоящее время используются системы подчиненного регулирования. Принципиальная схема силовой части представлена на рис. 4.2. На представленной схеме система импульсного фазового управления (СИФУ) преобразовывает непрерывный сигнал управления в импульсный сигнал для включения тиристоров так, чтобы фаза этих сигналов зависела от напряжения управления [22]. К датчикам внутренней информации относятся датчики перемещения. В качестве датчиков перемещения используют устройства, преобразующие угловые и линейные перемещения в пропорциональный электрический сигнал. В качестве датчиков внутренней информации, для измерения угла поворота колес, и звеньев предлагаю установить на АКТСВШР потенциометрические датчики с неограниченным вращением движка. Потенциометрический датчик представляет собой переменное электрическое сопротивление величина выходного напряжения, которого зависит от положения токосъемного контакта. Этот датчик преобразует механическое перемещение в изменение сопротивления резистора, скользящий контакт которого связан с управляемым механизмом. Связь управляемого механизма с датчиком осуществляется через редуктор. ! Для нашей системы применим потенциометрический датчик непрерывной намотки. В таких датчиках сопротивлением служит намотанная на каркас в один слой тонкая проволока, по зачищенной поверхности, по которой скользит токосъемник. Сопротивление таких датчиков лежит в пределах от нескольких десятков Ом, до десятков кОм. Каркас датчика изготавливают из материала обладающего изоляционными свойствами (текстолит, керамика и т.п.) и имеет различную форму. Обмотку изготавливают из эмалированной проволоки, диаметр которой определяет точность потенциометра (высокий класс d=0,03 - 0.1 мм; низкий класс d=0.1 - 0,4 мм). В качестве обмоточного материала используют константан, фехраль и сплавы на основе благородных металлов. Токосъемник изготавливается из более легких материалов, чем материал проволоки. Принцип работы датчика углового перемещения с непрерывной обмоткой заключается в следующем. К зажимам потенциометра прикладывается напряжение постоянного тока неизменной величины. При перемещение движка выходное напряжение ивЫх меняется пропорционально входной величине .

Датчики внешней и внутренней информации штукатурного автоматизированного комплекса

Для управления перемещением АКТСВШР с этажа на этаж а также во время установки АКТСВШР на рабочую позицию используется принцип полуавтоматического управления мобильной платформой. В состав такой системы входят исполнительное устройство (ИУ) с приводом, задающее устройство (ЗУ), выполненное в виде рукоятки малых перемещений.

В полуавтоматических системах человек - оператор, воздействуя на рукоятку, задает желаемое движение для платформы, а микроЭВМ по сигналам от датчиков рукоятки формирует управляющее воздействие, поступающее на приводы степеней подвижности ИУ. В качестве задающего устройства, применяем изометрические рукоятки, которые представляют собой джойстик с четырьмя степенями подвижности, чувствительные элементы которых вырабатывают управляющий сигнал за счет малых деформаций упругих элементов [8].

Управление движением платформы осуществляется по каждой степени подвижности, что, как правило, реализуется последовательным включением исполнительных приводов того или иного двигателя. При управление движением человек - оператор как бы формирует команду на включение привода, обеспечивающего движение в нужном направление. Этот метод получил название командного управления. Человек -оператор включает привода с помощью задающей рукоятки. Наличие датчиков обратной связи (ДОС) на валах двигателей позволяет обеспечить регулирование скорости движения. Метод командного управления на исполнительном уровне наиболее удобен применительно к транспортным АКТСВШР. Этим и объясняется широкое использование командного управления для обеспечения транспортных движений манипуляционных АКТСВШР при вводе его в рабочую зону.

Фактически такие АКТСВШР можно рассматривать как робототехнические системы с комбинированным дистанционно -автоматическим управлением.

Итак, управление мобильной платформой осуществляется при помощи пульта управления. Пульт управления должен быть постоянно при операторе. Оператор, кроме обслуживания и контроля протекания штукатурного процесса, должен выполнять также операции по затирке оштукатуренных поверхностей и подготовке к обработке следующей стены. Это значит, что пульт управления должен быть компактным и не тяжелым, чтобы он мог постоянно в течение всей рабочей смены носить его с собой без ограничения свободы передвижения. Отсюда следует, что функции, которые требуются не постоянно, должны быть реализованы приборами, размещаемыми на самом АКТСВШР, чтобы масса и размеры пульта управления были минимальными. В любом случае, масса не должна превышать 1 кг, а габариты - 250x100x60 мм. Пример исполнения панели обслуживания пульта для дистанционного радиоуправления АКТСВШР представлен на рис. 4.7. Такой пульт может подвешиваться на поясе штукатура, не создавая ему помех в перемещении. Наряду с кнопкой аварийного отключения, необходимой по условиям техники безопасности, на панели расположены еще кнопки для пуска и остановки АКТСВШР. Для управления ходовой частью АКТСВШР используется джойстик. На АКТСВШР размещается дисплей для отражения возможных помех в системе. Кроме того, он оснащается световым табло, которое сигнализирует о его рабочем состоянии. Из соображений безопасности на АКТСВШР также имеется кнопка аварийного отключения и вращающаяся сигнальная лампа. Микропроцессорная система управления построена на основе процессора КМ1810ВМ86 (DD2) [23]. Комплект микросхем серии КМ1810 с 16-разрядной организацией предназначен для построения средств вычислительной техники различного назначения: от одноплатных управляющих микро-ЭВМ до мультипроцессорных высокопроизводительных систем. Микросхема КМ1810ВМ86 представляет собой однокристальный высокопроизводительный 16-разрядный микропроцессор с фиксированной системой команд. Она предназначена для использования в качестве центрального процессорного устройства при построении средств вычислительной техники — от простейших одноплатных микро-ЭВМ до высокопроизводительных мультипроцессорных систем. Микропроцессор обладает высоким быстродействием (до 2,5x106 операций/с при тактовой частоте 5 МГц), обеспечивает возможность прямой адресации памяти объемом до 1М байта, 65536 устройств ввода и 65536 устройств вывода. Для вычисления адресов операндов, размещенных в памяти, используется 24 режима адресации. Микропроцессор имеет векторную структуру прерывания и обеспечивает обработку до 256 запросов прерывания трех типов: внешних, внутренних и программных. Архитектурной особенностью микропроцессора КМ1810ВМ86 является наличие аппаратно-программных средств, позволяющих упростить построение мультипроцессорных систем на его основе. Эти средства обеспечивают синхронизацию работы нескольких независимых (выполняющих собственные потоки команд) процессоров, имеющих общие ресурсы, а также синхронизацию параллельной работы микропроцессора и сопроцессоров (специализированных процессоров, аппаратно реализующих команды сложных процедур). Микропроцессор КМ1810ВМ86 характеризуется двумя режимами работы - минимальным и максимальным, которые отличаются способом формирования сигналов обмена и соответственно возможностями реализуемых систем.

Похожие диссертации на Автоматизация штукатурных работ в строительстве