Как работает экскаватор. Виртуальная модель экскаватора

Виртуальная модель это основная часть электронного учебного модуля, разработанного Республиканским мультимедиа центром .

Используя виртуальные модели Вы можете выполнять учебные задания. Для этого Вы должны «кликнуть» по соответствующей картинке. Некоторые модели имеют изменяемые параметры.

Управляя виртуальной моделью, опробуйте все органы управления и получите первоначальные навыки управления экскаватором.
Не допускайте касаний ограничительных столбиков .

Используя кнопку “стабилизации положения ковша “, сделайте выводы о практической пользе данной системы.

Осуществите загрузку двух грузовиков рации . Остановка грузовика – по звуковому сигналу табло на экране.

Не допускайте касания экскаватора с ограничительным столбиком и грузовиком. Старайтесь минимизировать потери перегружаемого материала. Для модели с обратной лопатой при копании необходимо использовать

упоры .

Для обоих моделей Вы можете выбрать различные типы грунта, отличающиеся своей сыпучестью .

2. Перегрузка сыпучих материалов
	Экскаватор с прямой лопатой		Экскаватор с обратной лопатой

С помощью ковша осуществите планировку откоса выемки в соответствии с “шаблоном”
Не допускайте касаний ограничительных столбиков .

Для модели с обратной лопатой используйте упоры .

С помощью экскаватора со стандартной рукоятью осуществите загрузку грузовика грунтом. Вызов и отъезд грузовика осуществляется с помощью рации . Остановка грузовика – по звуковому сигналу . Контролируйте наполненность ковша, грузовика и размеры потерь перегружаемого материала по

табло на экране. Не допускайте касания экскаватора с ограничительным столбиком и грузовиком, при работе используйте упоры .

С помощью экскаватора с телеметрической рукоятью осуществите перегрузку грунта из колодца на площадку . Зона разгрузки ограничена столбиками. Контролируйте наполненность ковша, зоны разгрузки и размеры потерь перегружаемого материала по табло на экране. Не допускайте касания экскаватора с ограничительными столбиками.

Уложите пандус и заедьте на платформу. Разверните ковш назад и зафиксируйте его на щите . После правильной установки экскаватора Вы получите соответственное сообщение .

Затем зафиксируете экскаватор с помощью брусков и растяжек . Установка брусков и растяжек осуществляется «мышью ». При неправильном

их расположении они возвращаются назад.

Осуществите перегрузку брёвен со склада на склад . Контролируйте количество перегружаемых брёвен по табло потерь перегружаемого материала.

Осуществите погрузку брёвен со склада в два грузовых автомобиля . Максимальная вместимость одного автомобиля составляет 20 бревен. Контролируйте количество перегружаемых брёвен по табло на экране. Избегайте аварийных ситуаций и не допускайте потерь перегружаемого материала.

Гидравлические экскаваторы считаются основополагающей техникой при производстве большого количества видов с землеройных работ или при выполнении работ по перемещению масс различного рода грунтов. Исходя из статистики рост на рынке экскаваторной техники, составляет ежегодно 7-8 процентов. Импорт техники при этом из-за рубежа показывает вполне неплохой рост в 40-45 процентов, из данного числа. Получается, что поделен весь рынок землеройной техники между иностранными и российскими производителями.

На вопрос, какой при выборе лучше экскаватор – ни один эксперт не сможет дать однозначного ответа. Аргументы здесь просты: дешевле российская техника, а западная надежнее. Попробуем поэтому разобраться в вопросе: как работать правильно на экскаваторе, так при аккуратной работе ломается техника реже, а вот незнание функций управления может обернуться однозначной поломкой.

Управление импортной техникой

Теперь давайте ответим на детальный вопрос: как правильно работать на импортного производства экскаваторе, чтобы не сломать его. Для начала следует определиться: какой у вас не окажется гидравлический экскаватор – маленький или большой для управления им вам будут необходимы навыки и занятия, а вот физическая сила не потребуется точность. Обязательно будет присутствовать щиток приборов, как у легкового хорошего автомобиля, который снабдит необходимой информацией обо всех параметрах работы машины. Присутствует на нем:

• Табло подсчета моточасов
• Уровень рабочих жидкостей экскаватора
• Сигнальный индикатор – предупреждение о перегреве
• Заряд аккумуляторов экскаватора
• Температура двигателя
• Показать давления масла
• тахометр

Функции по управлению экскаватором поделят два джойстика, один отвечать будет за движение в пространстве экскаватора и движение ближней части стрелы, другой за работу ковша и стрелы-манипулятора. Какой бы ни оказалось сложной работа, управление требовать будет практики, которую получить можно на компьютере с программой-симулятором для этого вида экскаватора.

Необходимо знать, что разные виды экскаваторов, в зависимости от завода производителя, располагают индивидуальными схемами управления.

Управление отечественной техникой

Особенности управления российской сборки экскаватором отличаться будет от импортных машин наличием до шести гидрораспределителей связанных напрямую с гидравлическими цилиндрами манипулятора стрелы экскаватора, а также механизмом управления ковшом.

Будут отвечать за поступательное движение техники две педали и руль для шасси на пневмоходу или рычаги для гусеничной машины. Курс теоретического обучения, а также производственная практика являться будут ответом на вопрос как правильно нужно работать на экскаваторе отечественной сборки.

Процесс рытья траншеи экскаватором

Рытье траншеи является наиболее востребованным видом экскаваторных работ. Роют траншеи для прокладки кабеля, отопления, канализации, водопровода и т.д.

В каждом случае длина, ширина и глубина траншеи будут различными, но остаются общие принципы неизменными. Далее рассмотрим мы основные правила рытья траншей, котлованов и прудов, а также предоставим конкретные советы для отдельных ситуаций.

Разработка грунта экскаватором

Несколько этапов включает цикл работы экскаватора:

• установка ковша для повторения цикла
• обратный поворот платформы
• разгрузка ковша
• разворот платформы
• резание грунта

Напрямую зависит скорость выполнения работ от времени выполнения одного цикла, более половины, которого приходится на развороты платформы. Таким образом, уменьшение угла поворота платформы ускоряет значительно рытье траншеи.

При резании грунта должен работать двигатель на полную мощность. Погружение ковша начинать следует по возможности ближе, а его содержимое высыпать в самой дальней точке кузова автомобиля или площадки, которая отведена специально для добытого грунта.

Достигается наибольшая эффективность тогда, когда позволяет глубина копания загрузить полностью ковш. Оптимальный радиус копания (расстояние от корпуса самого экскаватора до места погружения ковша) составляет примерно 70-90 процентов от максимального, который указан в технической документации.

Чтобы сократить еще больше расходы топлива и времени, совмещают несколько операций. К примеру, можно одновременно выполнять разворот платформы с опусканием ковша для последующего копания или с поднятием ковша для разгрузки.

Рытье траншей, котлованов, прудов

Первым делом необходимо очистить забой (площадку, на которой производится работа, расположен экскаватор и дополнительная техника), от пней, крупных камней, мусора и любых других лишних объектов.

Если на большое расстояние необходимо транспортировать грунт, то содержимое ковша высыпают в кузов грузовых автомобилей. Считается оптимальной ситуация, когда помещается в кузове грузовика 3-7 полных ковшей. Производится наполнение кузова сбоку или сзади, перемещение над кабиной ковша запрещено. Должно производиться заполнение равномерно, но ковшом не разрешается разравнивать содержимое кузова.

Должен быть размещен экскаватор на расстоянии не меньше одного метра от края траншеи. Чем глубже траншея и мягче почва, тем технику располагают дальше. Рекомендуется безопасное расстояние, которое глубину рытья превышает на один метр, экскаватор при этом располагают так, чтобы находилась ведущая пара колес дальше от края, чем ведомая.

Требует рытье искусственного пруда предварительного изучения грунта и глубины непосредственного расположения подземных вод. Крайне нежелательно для подобных работ применять старую технику, не удастся таким образом сэкономить, а вот получить большое количество расходов – вполне. Наиболее правильным и разумным вариантом является применение экскаватора, который способен работать на большом расстоянии, это даст возможность сберечь нервы и технику.

При рытье глубоких траншей и котлованов соблюдается общее правило: чем глубина больше, тем откосы делают более пологими. При необходимости укрепляют стенки.

Если в заболоченной местности предстоит работа, то с собой берутся специальные щиты, из которых должна собираться рабочая площадка. Должен превышать размер этой площадки длину самих гусениц.

Соблюдение правил работы, служебных инструкций и техники безопасности дает возможность избежать при работе неожиданных ситуаций, материального ущерба и порчи техники. Будет не лишним составление договора на выполнение работ в определенном объеме.

Техника безопасности

При работе на экскаваторах отечественного и импортного производства необходимо будет ознакомиться с инструкцией по технике безопасности, которая разработана непосредственно для конкретной модели.

Необходимо перед началом первой работы ознакомиться со значением специальной информации, которая расположена на агрегатах и корпусе экскаватора. Во всех опасных местах будут присутствовать таблички предупреждения на машине, и иметь сопроводительные надписи, которые обозначают степень и уровень возможностей опасности:

• Предостережение, сигнализировать будет о возможной вероятности наступления потенциальной опасности, вследствие которой непринятие необходимых действий обернется потенциально возможными получениями малых или средних увечий.
• Предупреждение, предназначено для обращения внимания на потенциальную вероятность довольно опасной ситуации, которая может обернуться тяжелой травмой или летальному исходу, если для предосторожности не принять необходимые меры.
• Опасность, сигнализирует о неотвратимости возникновения особо опасного случая, в случае которого пренебрежение необходимыми мерами безопасности может повлечь за собой тяжелые увечья или смерть.

Таблички, которые имеются на всех экскаваторах, применяют надписи и рисунки для визуального предупреждения и для исполнения являются обязательными.

Не стоит путать таблички по технике безопасности с информационными надписями по правилам эксплуатации экскаватора. Использовать необходимо все знания для исключения несчастных случаев и для правильной работы на экскаваторе.

Перед началом работы оператор (машинист) экскаватора должен получить:

• Максимально точные указания об условиях работы (наличие препятствий, расположение надземных линий электропередач, наличие подземных коммуникаций и их места прохождения и т.п.).
• Технологическую карту работы экскаватора.
• Инструкцию по технике безопасности (введенную в действие приказом по строительному управлению).

Прежде чем начать работу на экскаваторе машинист обязан:

• убедиться в исправности машины; работать на не исправном экскаваторе запрещается;
• убедиться, что все вращающиеся детали – зубчатые, цепные, ременные передачи, маховики и т. п. – ограждены кожухами или недоступны для рабочих; работать на экскаваторе при снятых ограждениях движущихся или вращающихся деталей запрещается;
• проверить состояние сигнала; приступать к работе при неисправном сигнале не разрешается;
• получить от машиниста, сдающего смену, сведения о наличии каких-либо неисправностей на экскаваторе и добиться ликвидации этих неисправностей;
• убедиться в наличии исправного инструмента;
• убедиться в прочности всех соединений (шпоночных, клиновых, болтовых и др.), а также соединений трубопроводов систем управления и при необходимости укрепить их;
• проверить исправность тормозов и канатов; работать с неисправными тормозами и канатами запрещается;
• проверить исправность рычагов управления и установить их в нейтральное положение;
• смазать экскаватор в соответствии с картой смазки, приведенной в инструкции по эксплуатации экскаватора.

Только после того, как машинист убедиться в полной исправности экскаватора, он с другим обслуживающим персоналом начинает заправку экскаватора. При этом соблюдены должны быть следующие требования безопасности:

• заправлять двигатель и гидросистему топливом и маслом следует только при естественном освещении; в крайнем случае можно произвести заправку ночью, но при электрическом освещении;
• во время заправки машины топливом запрещается курить, пользоваться спичками, керосиновыми лампами и другими источниками открытого огня;
• после заправки экскаватора все детали, облитые топливом или маслом, должны быть насухо вытерты, а пролитое возле экскаватора топливо тщательно засыпано песком;
• запрещается открывать бочку с топливом, ударяя по пробке металлическим предметом;
• воспламенившееся около машины топливо запрещается тушить водой; для тушения загоревшегося топлива следует использовать огнетушитель, который обязательно должен быть на экскаваторе, а также песок, брезент и т. п.

Требования безопасности при запуске двигателя и во время его работы

Перед непосредственным запуском двигателя должен убедиться машинист в его исправности, а также в исправности всех пусковых устройств двигателя:

• двигатель, а также жидкотопливный пусковой двигатель не должны иметь течи топлива, масла и воды, также пропусков выхлопных газов в соединениях всасывающих и выхлопных патрубков с блоком двигателя;
• баллоны со сжатым воздухом и их арматура пневматических пусковых устройств должны быть в полной исправности; утечка сжатого воздуха не допускается;
• электропроводка и пусковая кнопка электростартера должны быть в полной исправности; при нажатии кнопки электростартер должен немедленно включиться; утечка тока в проводах и клеммах, а также искрообразование не допускаются;
• рычаги механизмов жидкотопливного пускового двигателя должны легко и надежно переключаться; при положительной температуре наружного воздуха пусковой двигатель должен легко заводиться.

Сам машинист экскаватора должен заводить двигатель.

Проверьте машину, на которой собираетесь работать. Есть две очевидных причины для этого: первая – так вы знакомитесь с машиной, вторая – убедиться, что она подходит для данной работы.

• Посмотрите на расположение органов управления, учитывая, что машина управляется из передней и задней части.
  • Лицом вперед вы можете видеть руль, рычаг переключения, передний рычаг управления погрузчиком, педаль тормоза (левый и правый независимые тормоза), педаль газа и контроллер переключения для аксессуаров типа фар, аварийных мигалок, сигнала, экстренного торможения привода, замка зажигания, датчики и другие элементы. С этой позиции экскаватор очень похож на другие тракторы.
  • Лицом назад (повернувшись на 180 градусов), вы должны увидеть элементы управления стрелой. Есть две различные конфигурации управления стрелой: три рычага, которые включают рычаг контроля ковша, и управление джойстиком – это пара джойстиков, которые управляют всем экскаватором. Кроме того, там будет два вспомогательных управления, либо установленная пара со стороны сиденья, или перед контроллером стрелы, чтобы поднимать и опускать стабилизаторы.
• Посмотрите на оборудование для обеспечения безопасности. Опытные операторы экскаваторов проверяют оборудование для безопасности в начале каждой смены, чтобы убедиться, что они находятся в хорошем состоянии. Это требует некоторых знаний, о том, как работает это оборудование, но даже новички должны иметь возможность проверить такие вещи как состояние ремня безопасности, заправленный огнетушитель, и быть в состоянии увидеть очевидные повреждения, такие как трещины элементов “системы защиты от опрокидывания” и отсутствие защиты.
• Посмотрите на общее состояние машины. Проверьте шины, чтобы убедиться, что они должным образом накачаны, просмотрите на предмет утечки масла, повреждения гидравлических шлангов и других явных признаков злоупотребления опасными моментами.
• Посмотрите на размер машины. Экскаватор-погрузчики могут быть от небольших дополнений к садовому трактору до машин весом более 12000 фунтов (5,5 т.) с турбированными дизельными двигателями. Вам нужно решить, какого объема машина вам требуется для выполнения запланированного проекта.
• Посмотрите на другие особенности аппарата, который будет использоваться, типа кондиционера, полноприводности, удлинения стрелы, различный спецприспособлений, доступных на этой машине.

Прочтите инструкцию по эксплуатации машины, на которой вы будете работать. Бывают существенные различия в экскаваторах, от расположения органов управления до фактической процедуры вращения и расположения секций управления. Очевидно, что эта статья носит обобщенный характер и не охватывает все марки и модели экскаваторов, каждый экскаватор имеет свои особенности, с которыми вам следует ознакомиться.

Заберитесь в выбранную машину. Сядьте на сиденье, закрепите ремни безопасности, сделайте неторопливый обзор вокруг, чтобы увидеть зазоры различных частей машины, а также расположение элементов управления. Избегайте использования управления “на сухую”, т.к. многие части могут двигаться, когда рычаги смещены, даже если двигатель не запущен.

Запустите двигатель, чтобы дать ему прогреться в течение нескольких минут, перед началом использования передач или других элементов управления. Этот разогрев будет гарантией того, что гидравлическая жидкость начнет циркулировать и нагреваться.

Проверьте, чтобы все модули располагались на земле, в т. ч. стабилизаторы, передний ковш и стрела экскаватора. Если вам нужно поднять их для начала эксплуатации машины, используйте элементы управления аккуратно, пока вы еще к ним не привыкли. Это особенно правильно в отношении задней стрелы, т.к. подъем или размахивание ею без стабилизаторов может сильно расшатать трактор.

Отпустите стояночный тормоз и переключите переднюю передачу, затем ведите потихоньку, пока не привыкните к рулевому управлению машины и торможению. Начинайте на первой или второй передаче, пока учитесь управлять машиной – это хорошая идея. Даже опытные операторы используют третью или выше передачу только на гладких, ровных поверхностях, т.к. уравновешивание машины затрудняет управление на повышенных скоростях.

Поднимите и опустите переднюю часть фронтального ковша (если укомплектован), чтобы привыкнуть к нему. Рычаг для него расположен слева от оператора, если сидеть лицом вперед. Если тянуть назад, ковш поднимется, если вперед – опуститься, тяните рычаг к центру машины, ковш загребает, толкая наружу, ковш отваливает.

Припаркуйте машину в месте, подходящим для обучения копанию задним ковшом. Убедитесь, что ваш клиренс достаточный с двух сторон, т.к. стрела охватывает 180 градусов и могут достигать 18 футов (5,4 метра).

Установите дроссельную заслонку, чтобы сохранять 850 оборотов двигателя в минуту (не слишком быстро, пока не привыкли).

Опустите стабилизаторы, пока не приподнимется задняя часть трактора, чтоб колеса оторвались от земли, затем опустите переднюю часть ковша до предела, также поднимая передние колеса. Вы можете обнаружить, что вам нужно опустить один стабилизатор дальше, чем другой, чтобы выставить машину по уровню, это зависит от склона поверхности или разности плотности грунта с разных сторон.

Откройте задний ковш. Сделайте это, потянув вперед (по направлению к вам и в переднюю часть трактора) левый рычаг управления, затем, нажимайте его от себя, когда он замирает в крайней точке, пока держите рычаг блокиратора (обычно справа на полу) вашей ногой.

Нажмите левый рычаг дальше наружу, после того как раскрыли главную стрелу или ближайшую секцию к задней части стрелы. Нажмите от себя на правый рычаг, чтобы раздвинуть нижнюю стрелу (внешняя часть с ковшом) от себя (на самом деле это поднимет вторую стрелу) таким образом, чтобы ковш открывался наружу.

Строительные машины представляют собой сложные механизмы, управлять которыми не так легко. Поэтому перед тем, как работать с подобной техникой, нужно получить соответствующие разрешения.

Сегодня все чаще для упрощения эксплуатации этих конструкций используют промышленные джойстики российского производства . Данные механизмы упрощают работу со всеми элементами устройства в несколько раз.

Начальный этап

Экскаватор относят к специальной технике, которая оснащена ковшом. Применяют его на карьерах или стройке для погрузки или выравнивания почв. Начинать работу с подобным механизмом следует с выполнения нескольких последовательных шагов:

• Изначально водителю нужно ознакомиться с основным принципом работы всей системы. Важно определить, какой рычаг за что отвечает. Старайтесь не пропустить любых деталей.
• Перед тем, как садиться в машину, нужно проверить ее состояние. Обязательно осмотрите экскаватор снаружи, чтобы выявить любые повреждения или дефекты.
• Завершается подготовительный этап изучением инструкции. Это позволит вам понять алгоритм работы всей системы. Старайтесь сразу запоминать, какой рычаг за что отвечает.

Начинаем движение

Управление экскаватором это сложная процедура, поэтому научиться ездить не получиться сразу. Чтобы добиться качественных показателей, следует руководствоваться такими правилами:

1. Если вы впервые работаете на экскаваторе, сначала нужно сесть за руль и научиться запускать двигатель. Эти операции производятся только при опущенных на землю рабочих органах.
2. После получения предыдущих навыков, можно приступать к езде. Процесс управления зависит от типа экскаватора. Так, к примеру, гусеничные механизмы управляются системой рычагов, отвечающих за движение и повороты.
3. На следующем этапе можно приступать к работе с внешними органами. Начинается процедура с поднятия ковша, а также перемещения его в пространстве. Управление этим механизмом в современных системах производиться с помощью джойстика. Старые же модели оснащаются несколькими рычагами, которые и нужно тщательно изучить, чтобы работать с этой системой.
4. Завершающим этапом обучения является работа с почвой. Для выполнения подобных операций экскаватор устанавливается на специальные опоры. Хотя в некоторых моделях это не обязательно.

Чтобы научиться неплохо управлять экскаватором, следует потратить много времени. Оптимальным вариантом будет посещение специальных курсов, что позволит вам получить и права на эту технику.

Гидравлические экскаваторы являются основополагающей техникой при производстве многих видов с землеройных работ или при выполнении по перемещении масс различного рода грунтов. По данным статистики рост на рынке экскаваторов ежегодно составляет 7-8%. При этом импорт техники из-за рубежа показывает неплохой рост в 40-45%, из этого числа. Получается, что весь рынок землеройной техники поделен между российскими и иностранными производителями.

На вопрос, какой экскаватор лучше при выборе – не ответит однозначно ни один эксперт. Аргументы просты: российская техника дешевле, а западная надежней. Поэтому попробуем разобраться в вопросе: , так как при аккуратной работе техника ломается реже, а вот незнание функций управления приведет к однозначной поломке. Скачать руководство для операторов экскаваторов можете по .

Управление импортной техникой

Теперь ответим на детальный вопрос: как правильно работать на экскаваторе импортного производства, чтобы его не сломать. Для начала определимся: какой гидравлический экскаватор у вас не окажется – большой или маленький для управления им вам будут нужны знания и навыки, а вот физическая сила точно не потребуется. Будет обязательно присутствовать щиток приборов, как у хорошего легкового автомобиля, который снабдит необходимой информацией обо всех параметрах работы машины. На нем присутствует:

• Тахометр;
• Показатель давления масла;
• Температура двигателя;
• Заряд аккумуляторов экскаватора;
• Сигнальный индикатор – предупреждение о перегреве;
• Уровень рабочих жидкостей экскаватора;
• Табло подсчета моточасов;

Два джойстика поделят функции по управлению экскаватором, один будет отвечать за движение экскаватора в пространстве и движение ближней части стрелы, другой за работу стрелы-манипулятора и ковша. Какой бы сложной ни оказалась работа, управление будет требовать практики, которую можно получить на компьютере с программой-симулятором для данного вида экскаватора.

Необходимо знать, что различные типы экскаваторов, в зависимости от завода изготовителя, имеют индивидуальные схемы управления.

Управление отечественной техникой

Особенности управления экскаватором российской сборки будет отличаться от импортных машин наличием до шести гидрораспределителей напрямую связанных с гидравлическими цилиндрами манипулятора стрелы экскаватора и механизмом управления ковшом.

За поступательное движение техники будут отвечать две педали и рычаги для гусеничной машины или руль для шасси на пневмоходу. Курс теоретического обучения и производственная практика будут являться ответом на вопрос как правильно работать на экскаваторе отечественной сборки.

Техника безопасности

При работе на экскаваторах импортного и отечественного производства необходимо ознакомиться с инструкцией по технике безопасности разработанной непосредственно для конкретной модели.

Перед началом первой работы необходимо ознакомиться со значением специальной информации, расположенной на корпусе и агрегатах экскаватора. Таблички предупреждения на машине будут присутствовать во всех опасных местах, и иметь сопроводительные надписи, которые обозначают уровень и степень возможной опасности:

• ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ, будет сигнализировать о возможной вероятности наступления потенциальной опасности, вследствие которой непринятие мероприятий приведет к потенциально возможному получению малых или средних увечий.
• ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ, предназначено для обращения внимания на потенциальную вероятность опасной ситуации, которая может привести к тяжелой травме или летальному исходу, если вовремя не принять необходимые меры для предосторожности,
• ОПАСНОСТЬ, сигнализирует о неотвратимости возникновения особенно опасного случая, вследствие которого пренебрежение мерами безопасности приведет к тяжелым увечьям и смерти.

Таблички, имеющиеся, на всех экваторах используют рисунки и надписи для визуального предупреждения и являются обязательными для исполнения. Техника безопасности при работе на гусеничном экскаваторе описана

Вежа – строительные машины – экскаваторы Hitachi, бульдозеры, краны, погрузчики, навесное оборудование, запчасти

о компании
Компания “Вежа – строительные машины” ( Vezha Construction Machinery ) – официальный дилер компании Hitachi Construction Machinery на территории Республики Беларусь предлагает: экскаваторы колесные, экскаваторы гусеничные, экскаваторы-погрузчики, фронтальные погрузчики, техника для сноса и разрушений, краны и другое дорожно-строительное оборудование зарубежных производителей. Запчасти и сервис. Поставки техники из Японии. Продажа техники в кредит и лизинг. подробнее
новости и статьи Engcon UK и Hitachi Construction Machinery UK заключают сделку 01.04.2021 Engcon UK и Hitachi Construction Machinery UK, HCMUK, объявили о новом партнерстве по поставке и установке наклонно-поворотных устройств в современном подготовительном центре HCMUK на северо-востоке страны. Компания Lynch Plant Hire первой получила … подробнееОтветственная техника для ответственных работ 28.02.2021 С момента выпуска новой линейки экскаваторов Hitachi Zaxis-5 владельцы и операторы начинают пользоваться преимуществами расширенных функций, которыми обладают эти машины. Компания Citywide Civil Engineering, расположенная в Сиднее, сформировала парк … подробнееAPI-телематика, или почему данные важны в строительстве 28.02.2021 Использование телематических систем в строительной отрасли бесценно. Предоставленные данные позволяют подрядчикам экономить топливо, более эффективно планировать работу, эффективно планировать профилактическое обслуживание с обеспечением высокой … подробнее ещё новости и статьи…		новое на сайте Техническое обслуживание в фирменном сервисном центре Наш фирменный сервисный центр оказывает полный спектр гарантийных и послегарантийных работ строительной техники HITACHI, DRESSTA. RESTA, HIDROMEK. Так же мы осуществляем сервисные и ремонтные работы различных иных марок техники, таких как Hyundai, KOMATSU, JCB и др. Имеется большой склад запасных …… подробнее Мини-экскаватор Hitachi ZX 8-2 вес 1,1 т ковш 0,02 – 0,2 м³ Мини-экскаватор Hitachi ZX 8-2 оснащен трехцилиндровым четырехтактным дизельным двигателем инжекторного типа Yanmar 3TNV70 с водяным охлаждением, вихревой камерой сгорания, с рабочим объемом 0,854 литров и мощностью 12,8 лошадиных сил. Топливный бак машины рассчитан на 16 литров. На Hitachi ZX 8-2 …… подробнее Экскаватор-погрузчик HIDROMEK HMK 102B Alpha (Турция) Технические характеристики ДВИГАТЕЛЬ Изготовитель: Perkins Тип : 1104D-44TA Дизельный двигатель Число цилиндров : 4, рядное расположение Диаметр цилиндра х ход поршня : 105 x127 мм Рабочий объём : 4400 см3 Максимальная мощность : 74,5 кВт, 100 л.с. (2200 об/мин) Максимальный крутящий момент : 410 …… подробнее Экскаватор-погрузчик HIDROMEK HMK 102S Alpha (Турция) Технические характеристики ДВИГАТЕЛЬ Изготовитель Perkins Тип 1204Е-Е44ТА Дизельный двигатель Число цилиндров 4, рядное расположение Диаметр цилиндра х ход поршня 105 х127 мм Рабочий объём 4400 см3 Максимальная мощность 74,5 кВт, 100 л.с. (2200 об/мин) Максимальный крутящий момент 450 Н-м (1400 …… подробнее Колесный кран Hitachi-Sumitomo UCX 350 Новый колесный стреловой кран Hitachi-Sumitomo UCX350 грузоподъемностью 35 тонн разработан на основе технического полевого опыта, накопленного в ходе эксплуатации предыдущих моделей UCX300 и UC25. К достоинствам Hitachi-Sumitomo UCX350 относятся высокие работоспособность и надежность. За названной …… подробнее Гусеничный кран Hitachi-Sumitomo SCX900HD-2 вес 89 т. длина стрелы до 60 м. грузоподъемность до 90 т Гусеничный кран Hitachi-Sumitomo SCX900HD-2 применяют для выполнения больших объемов монтажных работ, главным образом на строительстве промышленных зданий и вертикальных сооружений, где используются строительные конструкции и технологическое оборудование большой массы, в том числе сблокированное в . ….. подробнее

Hyundai представляет гидравлические экскаваторы серии HX

Hyundai Construction Equipment Americas запустила в США и Канаде серию HX гидравлических экскаваторов, соответствующих стандарту Tier IV. Первые модели 24-57 тонного весового диапазона включают: HX220L, HX300L, HX330L, HX380L, HX480L, HX520L. Компактные модели стартуют в 2016 году.

Передовая рабочая среда

«Так же, как и автомобили Hyundai славятся передовыми технологиями, строительная техника Hyundai не уступает по количеству внедряемых инноваций, благодаря которым эксплуатация техники становится более комфортной», заявил Кори Роджерс, менеджер по маркетингу Hyundai Construction Equipment Americas. «Экскаваторы новой серии HX будут укомплектованы современными функциями, которые будут стандартными, а не опциональными».

Наиболее заметной является новый восьмидюймовый (20.3 см) интерактивный, регулируемый сенсорный монитор, наделённый тактильным дистанционным управлением всеми основными функциями машины, упрощая работу оператора и улучшая эргономику. Тактильное дистанционное управление обеспечивает обратную реакцию и тактильные ощущения при помощи вибрации и импульсов во время перехода оператором по пунктам меню.

Новая кабина также имеет более мощную систему климат-контроля с улучшенной эффективностью температурной реакции, улучшенной производительностью с множеством режимов для большего комфорта оператора.

---

Для гидравлических экскаваторов Hyuindai серии HX подходят ковши многих моделей.

---

Другие нововведения, которые делают новый Hyundai HX более комфортным для оператора включают: на 13% больше свободного пространства для ног от сиденья до педалей, снижение уровня звука, опциональная одна педаль для прямой езды, подогрев сиденья, пневматическая подвеска и интегрированные консоли, bluetooth аудио система, технология Miracast беспроводного доступа для просмотра мобильного устройства на экране монитора, бокс для хранения, солнцезащитные очки, сетка для личных вещей.

Инновации в производительности

«Экскаваторы Hyundai известны своими скоростными характеристиками, впечатляющей гидравлической мощью и точным контролем», сказал Роджерс.

«Экскаваторы новой серии HX подняли эти качества на более высокий уровень.»

Новые функции включают в себя плавающий режим управления стрелой для лучшего контроля, режим качения для улучшения управления нагрузкой при раскачивании, на 13% больше цикловые скорости, чем у моделей предыдущей серии 9A, интеллектуальное управление мощностью, эко-режим для уменьшения расхода топлива при работе с гидромолотами Hyundai и другим оборудованием.

Эффективность и технологии двигателя

В новых моделях серии HX: HX220L, HX260L, HX300L, HX330L и HX380L – установлены двигатели Cummins. Более мощные модели HX480L и HX520L имеют двигатели Scania. Двигатели соответствуют стандартам по выбросам Tier IV за счёт сочетания технологий SCR (селективное каталитическое восстановление) и DOC (дизельный катализатор окисления), использующих DEF (дизельная выхлопная жидкость). Была обновлена вертикально расположенная система охлаждения. Ко всему прочему обновления многих гидравлических систем позволило улучшить топливную эффективность до 10% в сравнении с предыдущими моделями серии 9A.

Показатели безопасности

Новые функции, такие как система AAVM виртуального рабочего зрения на 360 градусов, отображающая на 8-дюймовом мониторе окружающее пространство, сделают технику Hyundai новой серии HX одной из самых безопасных для работы на стройплощадках. В AAVM входит система интеллектуального обнаружения движущегося объекта, которая предупреждает оператора, когда объекты приближаются к машине на пять метров. Также есть дополнительная сигнализация о перегрузке.

Надежность и удобство в обслуживании

Расширенные функции обеспечения надежности техники HX-серии включают усиленные и более долговечные втулки, износостойкие полимерные прокладки, двойные амортизаторы для снижения вибрации и шума, которые также повышают комфорт оператора. Для более удобного обслуживания был улучшены доступы к топливному фильтру нижнего уровня и воздушному фильтру.

Учебный тренажер-симулятор экскаватора

Учебный тренажер “Экскаватор-студент” является компьютерным симулятором экскаватора, предназначенным для обучения по профессии машинист экскаватора. Тренажер позволяет освоить управление гусеничным экскаватором и тренировать выполнение наиболее характерных для этой техники рабочих задач: разработка грунтов, рытье траншей и т.п. Содержит все основные органы управления гусеничным экскаватором. Усилия на джойстиках и рычагах близки к реальной технике.

В комплект учебного тренажера входит компьютерная программа Sim Excavator 2020, содержащая набор учебных упражнений по принципу “от простого к сложному” и предназначенная для тренировки навыков управления рабочим органом и ходом экскаватора. Детально смоделированные рабочие и учебные площадки, а так же точная модель виртуального экскаватора позволяют проводить эффективное обучение по профессии.

Конструкция учебного тренажера экскаватора выполнена из станочного алюминиевого профиля, обладает малым весом и высокой прочностью. Снабжена поворотными колесами с тормозами, что удобно для перемещения тренажера внутри помещения. Сборка производится по детальному руководству, с помощью простого инструмента (гаечные ключи на 10 и 13, крестовая отвертка) в течении примерно 4 часов.

Удобной дополнительной опцией является многофункциональный монитор, имитирующий электронный дисплей современного экскаватора, а так же позволяющий выводить различные данные: настройки, различные ракурсы экскаватора (вид сбоку, сверху и т.д.), описание учебных упражнений, список ошибок, предупреждений и т.п.

 

Другой опцией является высококачественный LED телевизор Ultra HD 4K (3840х2160), позволяющий довести качество 3D-графики до фотореалистичного!

Базовая комплектация тренажера:

1. детали рамы из конструкционного алюминиевого профиля (комплект)
2. крепеж для сборки рамы
3. поворотные колеса с тормозом – 4 шт
4. кресло с регулировкой продольного положения и угла наклона спинки
5. левая и правая консоли управления
6. блок педалей
7. компьютер (AMD Ryzen 5, 8Гб, Radeon RX 550, SSD 240Гб, Win10)
8. монитор 32″ FullHD (1920х1080)
9. беспроводные клавиатура и мышь
10. набор кабелей
11. флэш-накопитель с программным обеспечением
12. руководство по сборке и эксплуатации
13. гарантийный талон

При использовании соответствующего программного обеспечения, учебный тренажер-симулятор экскаватора может использоваться для подготовки машинистов бульдозеров, кранов, автокранов. Конечно, для этих задач лучше использовать соответствующие специальные тренажеры, однако если экскаваторная подготовка – основной профиль организации, а другие специальности востребованы меньше, то покупка отдельных тренажеров не оправдана. С этой моделью достаточно приобрести дополнительные программы, чтобы получить тренажер 4 в 1: экскаватор, бульдозер, автокран, кран (башенный, мостовой, козловой):

Одноковшовый экскаватор – Вики

Одноковшовый гидравлический дизельный экскаватор с обратной лопатой. Одноковшовый электрогидравлический экскаватор с прямой лопатой в карьере. Выполняет погрузку горной массы в кузов 130-тонного Белаза.

Одноковшóвый экскавáтор — разновидность экскаватора, землеройная машина циклического действия для разработки (копания), перемещения и погрузки грунта. Рабочим органом является подвижный ковш разного кубического объёма, закреплённый на стреле, рукояти или канатах. Ковш загружается за счёт перемещения относительно разрабатываемого грунта. При этом корпус экскаватора относительно грунта остаётся неподвижным — тяговое усилие создаётся механизмами экскаватора. Это отличает экскаватор от скрепера и погрузчика, где тяговое усилие при загрузке ковша создаётся перемещением корпуса машины.

Одноковшовый экскаватор — наиболее распространённый тип землеройных машин, применяемых в строительстве и добыче полезных ископаемых. По виду работ отмечают два основных типа экскаватора по направлению зуба ковша — обратная или прямая лопата. Экскаваторы с прямой лопатой применяются только в карьерах при загрузке горной массы в вагоны думпкара или для погрузки рудой или иной горной породой карьерных самосвалов. Отличительной особенностью такого экскаватора является открывающееся днище ковша.

После покупки в 2011 году компании Bucyrus крупнейшим производителем одноковшовых экскаваторов стал Caterpillar^[1].

Размерные группы

В СССР/России используется следующая система размерных групп одноковшовых экскаваторов:

Номер размерной группы	Эксплуатационная масса, т	Мощность основного двигателя, л.с.	Объём ковша (геометрический), м³	Класс экскаватора
0	менее 3	10-40	менее 0,1	особо лёгкий
1	5-6	30-50	0,15-0,4	лёгкий
2	8-9	40-60	0,25-0,6	лёгкий
3	10-12	50-80	0,3-1,0	средний
4	19-30	80-130	0,65-1,6	средний
5	30-40	100-200	1,2-2,5	тяжёлый
6	55-60	200-350	1,6-4	тяжёлый
7	80-100	300-500	2,5-6,3	особо тяжёлый
8	100-160	400-800	5-10	особо тяжёлый

^[2]

Классификация

Одноковшовые экскаваторы классифицируются по типу шасси, типу привода, типу рабочего оборудования, возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности.

По возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности

Полноповоротные

Рабочее оборудование, приводы, кабина машиниста и двигатель устанавливаются на поворотной платформе, которая, в свою очередь, устанавливается на шасси посредством опорно-поворотного устройства (ОПУ), и может поворачиваться относительно него в любую сторону на любой угол. Части гидросистемы шасси и поворотной платформы полноповоротных экскаваторов соединены с применением коллектора, что позволяет производить неограниченное количество полных оборотов в одну сторону.

Неполноповоротные

Файл:Tractor-excavator.gif

Схема неполноповоротного экскаватора на шасси колесного трактора1. Рама экскаватора, закреплённая на тракторе;
2. Поворотная колонка;
3. Стрела;
4. Рукоять;
5. Гидроцилиндр привода стрелы;
6. Гидроцилиндр привода рукояти;
7. Гидроцилиндр привода ковша;
8. Ковш в положении обратной лопаты;
9. Вариант установки ковша в положении прямой лопаты;
10. Сменный грузовой крюк;
11. Бульдозерный отвал;
12. Выносные опоры.

Рабочее оборудование закрепляется на шасси с помощью поворотной колонки. На многих машинах подобного типа поворотная колонка монтируется на поперечных направляющих, что позволяет перемещать её вместе с рабочим оборудованием вправо-влево с последующей жёсткой фиксацией для более удобного положения рабочего оборудования. Поворот рабочего оборудования осуществляется на угол 45—90 градусов от начального положения. Двигатель, механизмы, кабина машиниста размещены на неповоротном шасси. В настоящее время неполноповоротными выполняются экскаваторы, навешиваемые на тракторы.

По типу шасси

Навешиваемые на тракторы

• Экскаватор, навешенный на трактор «Беларусь»

• Тракторный экскаватор зарубежного производства

В качестве базового шасси используется трактор, чаще всего колёсный. Неполноповоротное экскаваторное оборудование устанавливается сзади (реже сбоку) трактора, на специальной раме. Наиболее распространёнными являются экскаваторы, навешиваемые на тракторы класса 1,4. Характерный объём ковша — 0,2—0,5 м³. Применяются для выполнения небольших землеройных или погрузочных работ, чаще всего при ремонте инженерных сетей. Конструкция рабочего оборудования позволяет оперативно переставлять ковш для работы прямой или обратной лопатой. Ковш может заменяться грейфером, грузовыми вилами или крюком. Для привода используется двигатель базового трактора. Привод рабочего оборудования гидравлический. Благодаря относительно высокой скорости хода могут оперативно прибывать к месту выполнения работ, расположенных на расстоянии 20—30 км от места базирования. Трактор с навешенным экскаваторным оборудованием может использоваться также для выполнения транспортных и бульдозерных работ.

На автомобильном шасси

• Экскаватор ЭОВ-4421 на шасси КрАЗ-255

• Экскаватор UDS на шасси Tatra-141

В качестве базового шасси используется грузовой автомобиль, чаще всего повышенной проходимости. Обладают высокой скоростью перемещения. Применяются в случаях, когда требуется высокая мобильность: в военном деле (инженерные войска, дорожные войска), при выполнении спасательных операций, при строительстве дорог, очистке каналов. Рабочее оборудование — преимущественно — обратная лопата. Выпускаются экскаваторы с телескопической стрелой и поворотным ковшом, позволяющим оперативно переходить от прямой лопаты к обратной. Для привода может использоваться как двигатель базового автомобиля, так и отдельный двигатель, установленный на поворотной платформе.

Пневмоколёсные

• Современный пневмоколёсный экскаватор с гидравлическим приводом

• Пневмоколёсный экскаватор 50-х—60-х годов с канатным приводом

Экскаваторы имеют собственное специальное шасси, опирающееся на колёса с пневматическими шинами. Выполняются чаще всего полноповоротными. Для повышения устойчивости и предотвращения сползания при загрузке ковша имеют выносные опоры. Имеют скорость хода до 30 км/ч. Могут буксироваться грузовыми автомобилями со скоростью до 40 км/ч. Проходимость по слабым грунтам ограниченная. Выпускаются в широком диапазоне размерных групп — от микроэкскаваторов с объёмом ковша 0,04 м³ до тяжёлых колёсных экскаваторов — с объёмом ковша до 1,5 м³. В связи со спецификой выполняемых работ: разработка котлованов, траншей, планировочные работы — рабочее оборудование — преимущественно обратная лопата. Могут использоваться с грейфером, челюстным захватом, гидравлическим молотом для рыхления грунта. Получили широкое распространение при выполнении различных видов строительных и ремонтных работ.

Привод колёс шасси может осуществляться как от двигателя рабочего оборудования через механические или гидравлические передачи (гидромоторы), так и от отдельного двигателя.

Гусеничные

• Гусеничный экскаватор компании New Holland 2000-х годов массой 22т.

• Экскаватор DEMAG Bagger. Исполнение: прямая лопата. — Один из самых крупных в своем классе гидравлический экскаватор

Экскаваторы имеют собственное специальное шасси с гусеничным движителем. Выполняются полноповоротными. Обладают высокой проходимостью и малым удельным давлением на грунт при большой массе. Могут работать на слабых и переувлажнённых грунтах, в том числе на торфоразработках. Имеют скорость хода 2-15 км/ч. К месту работ перевозятся тягачами на специальных прицепах.

Рабочий диапазон объёмов ковша весьма широк: от миниэкскаваторов с объёмом ковша 0,04 м³ до карьерных с объёмом ковша 10 м³. Имеются также особо тяжёлые карьерные гусеничные экскаваторы с объёмом ковша 26 м³ производства фирмы DEMAG (Германия).

Рабочее оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн. Может использоваться с грейфером, челюстным захватом, гидравлическим молотом для рыхления грунта. Получили широкое распространение в строительстве и при добыче полезных ископаемых. Ряд моделей гусеничных и пневмоколёсных экскаваторов имеют унифицированную поворотную платформу и рабочее оборудование.

Шагающие

Поворотная платформа с оборудованием шагающего экскаватора установлена на опорной плите. С поворотной платформой связаны лапы, которые при работе экскаватора подняты (не касаются грунта). При передвижении экскаватора лапы опираются на грунт. При этом опорная плита отрывается от грунта. Экскаватор передвигается на один шаг вперед (для некоторых моделей возможно движение назад). После этого лапы поднимаются и возвращаются в исходное положение. На шагающем ходу выпускают крупные карьерные экскаваторы с объёмом ковша 15 м³ — 40 м³ и вылетом стрелы до 65 м — 150 м. Рабочее оборудование — драглайн. Шагающими экскаваторами выполняются вскрышные работы (расчистка залежей полезных ископаемых от пустой породы), а также добыча полезных ископаемых и перемещение их в отвал (высотой до 40м). Погрузка полезных ископаемых шагающими экскаваторами в транспортные средства осуществляться не может.

Железнодорожные

В качестве шасси экскаватора используется железнодорожная платформа. Применяются для ремонтных работ на железной дороге. Имеют объём ковша до 4 м³. Поворотная платформа и оборудование часто унифицировано с гусеничными экскаваторами.

Плавучие

Рабочее оборудование (драглайн или грейферное) установлено на понтоне. Применяются для погрузочно-разгрузочных работ, добычи песка, гравия из водоемов, дноочистительных и дноуглубительных работ. От плавучих кранов, оборудованных грейферами, плавучие экскаваторы отличаются меньшей высотой и упрощённой конструкцией стрелы.

По типу двигателя

Работает паровой экскаватор

Паровые экскаваторы — в качестве двигателя используется паровая машина. Были распространены в начале XX века. В настоящее время не выпускаются. Моментно-скоростные характеристики паровой машины и рабочего оборудования экскаватора хорошо согласовываются (паровая машина может развивать крутящий момент даже при заторможенном валу), что упрощает механические передачи.

Экскаваторы с двигателями внутреннего сгорания — наиболее распространённый тип. Экскаватор имеет собственный двигатель, чаще всего дизельный. Это обеспечивает автономность работы. Диапазон мощности двигателей, устанавливаемых на современные экскаваторы весьма широк (см. размерные группы).

Моментно-скоростные характеристики двигателя внутреннего сгорания и рабочего оборудования экскаватора несогласованы. В частности, двигатель внутреннего сгорания не может развивать крутящий момент при заторможенном коленчатом валу. Это требует применения на механических экскаваторах согласующих передач (муфт сцепления, редукторов, гидротрансформаторов). У гидравлических экскаваторов согласование обеспечивается гидравлическими передачами.

Электрические экскаваторы — для привода рабочего оборудования используеются электрические двигатели, получающие энергию от внешней сети или от собственного дизель-электрического агрегата. Электрический привод с питанием от внешней сети применяется для карьерных экскаваторов. Такие экскаваторы экономичны и не загрязняют атмосферу карьера. Электрический привод с питанием от собственного дизель-электрического агрегата применяется в плавучих экскаваторах. Как и паровая машина, электрический двигатель развивает крутящий момент при заторможенном якоре, поэтому электрическому экскаватору не нужны сложные механические передачи.

Экскаваторы, работающие во взрывоопасной среде (в шахтах) первичного двигателя не имеют. Их гидравлическое оборудование питается жидкостью высокого давления от внешней маслостанции.

По типу механических передач (приводов рабочего оборудования)

С групповым механическим канатным приводом (механические)

Лебёдки механического экскаватора

Тяговое усилие к рабочим органам передаётся посредством канатов (или цепей), движимых лебёдками. Привод лебёдок осуществляется от двигателя экскаватора посредством механических передач (зубчатых, цепных, фрикционных, червячных).

Универсальный экскаватор с механическим приводом оборудуется трехбарабанной лебёдкой. Стреловой барабан лебёдки используется для привода (подъёма и опускания) стрелы. Подъёмный барабан используется для подъёма ковша (или возврата рукояти при работе обратной лопатой). Тяговый барабан используется для подтягивания ковша к экскаватору (при работе драглайном, обратной лопатой). При работе прямой лопатой тяговый барабан связан с механизмом напора рукояти.

Механический канатный привод широко применялся на экскаваторах в прошлом. В современных моделях его применение сокращается по следующим причинам:

• экскаваторы с механическим канатным приводом имеют сложную конструкцию и содержат большое число быстроизнашивающихся изделий (накладки фрикционов, ленты тормозов, канаты).
• канатный привод обеспечивает ограниченное число независимых перемещений элементов рабочего оборудования;
• канатный привод технически сложно сделать автоматизированным;
• канатный привод не обеспечивает полной фиксации элементов рабочего оборудования в заданном положении.

На современных моделях канатный механический привод применяется только для драглайна или грейфера.

С индивидуальным электрическим приводом лебедок (электромеханические)

Тяговое усилие к рабочим органам передаётся посредством канатов (или цепей), движимых лебёдками. Привод каждой лебёдки и вспомогательных механизмов осуществлется индивидуальным электрическим двигателем. Такой привод применяется на тяжёлых карьерных (в том числе и шагающих) и промышленных экскаваторах.

Электромеханический лебёдочный 10-ти кубовый карьерный экскаватор с прямой лопатой ЭКГ-10 производства России. Хорошо видна система канатов.

С гидравлическим приводом

В экскаваторах с гидравлическим приводом (гидравлические экскаваторы) усилие на элементах рабочего оборудования создается гидроцилиндрами и гидродвигателями. Двигатель экскаватора приводит во вращение гидравлический насос, создающий давление рабочей жидкости в напорной магистрали гидросистемы. Через систему гидрораспределителей полости гидроцилиндров (гидродвигателей) соединяются с рабочей или сливной магистралями гидросистемы, что обеспечивает перемещение рабочего оборудования. В нейтральном положении (при запертых полостях гидроцилиндров) положение рабочего оборудования фиксируется. Для транспортировки экскаватора с помощью буксира предусмотрена возможность перевода гидроцилиндра стрелы и гидромотора механизма поворота в нейтральный транспортный («плавающий») режим.

В настоящее время гидравлические экскаваторы имеют преимущественное распространение.

Рабочее оборудование

История развития

Примечания

1. ↑ Manfredi, Frank. Caterpillar to purchase Bucyrus (неопр.). oemoffhighway.com (14.12.2010). Дата обращения: 6 октября 2013.
2. ↑ 1. Мощность двигателя может выходить за пределы, указанные в размерной группе.
   2. Фактический объём ковша (с «шапкой») больше геометрического на 15 %-30 %.
   3. При работе на тяжёлых грунтах экскаваторы оборудуются ковшами меньшего объёма.
   4. На железнодорожные, плавучие и шагающие экскаваторы, указанные размерные группы не распространяются

В СССР карьерные электромеханические (8-ми кубовые) экскаваторы были в основном произведены Уральским заводом УЗТМ. На некоторых предприятиях стран СНГ они служат и по сей день.

Литература

• Беркман И. Л. Универсальные одноковшовые строительные экскаваторы / И. Л. Беркман, А. В. Раннев, А. К. Рейш. — М., Машиностроение, 1977 г.
• Краткий справочник машиниста экскаватора / под. ред. А. Ф. Яковлева, М. Машиностроение — 1972 г.

См. также

Ссылки

Землеройная техника в Санкт-Петербурге | Аренда экскаваторов и бульдозеров — цены

Аренда бульдозеров

Этот вид спецтехники используется в основном на строительных площадках для уборки территории от строительного мусора, разравнивания поверхностей и расчистки завалов. Бульдозеры комплектуются электромеханическим, гидравлическим или (реже) канатным и цепным приводом отвала. Привод позволяет осуществлять управлением отвала (подъем/опускание, поворот и наклоны). Не все бульдозеры имеют поворотный отвал. По типу отвала бульдозеры подразделяются на: машины с поворотным отвалом, машины с фиксированным (неповоротным) отвалом, либо могут быть универсальными.

Для расширения сферы применения и увеличения эффективности, конструкция многих бульдозеров позволяет монтировать дополнительное навесное оборудование (например для рыхления, уширения и т. п.).

За счет широты нашего парка землеройной техники и надежных партнерских связей мы можем предоставить в аренду в Петербурге бульдозеры не только отечественного, но и импортного производства — такие как Komatsu (Камацу), Case, Caterpillar.

Если у вас есть потребность работать на слабых грунтах мы поможем оформить в аренду болотный бульдозер (при необходимости с оснащенный планировочным отвалом). Такая техника может эффективно работать даже в сложных погодных условиях, т. к. имеет малое удельное давление на грунт за счет траков шириной до 900 мм.

Кроме ремонтно-строительных дорожных работ, бульдозер может потребоваться при необходимости послойного копания, перемещения грунта, планировке грунта и строительстве каналов. При перемещении грунта аренда бульдозера выходит выгоднее, чем аренда погрузчика, т. к. бульдозеру не нужно поднимать перемещаемый грунт.

На рынке Петербурга можно выделить бульдозеры фирмы «Caterpillar». Они достаточно популярны, так как являются лидерами по соотношению эффективность/стоимость.

Аренда экскаваторов-погрузчиков

В транспортировке груза на небольшие расстояния (например в пределах одной стройплощадки) экскаваторы-погрузчики просто незаменимы. Они помогут при транспортировке сыпучих стройматериалов, загрузить самосвал или переместить кучу строительного материала с места на место. Опытный оператор арендованного экскаватора-погрузчика совладает даже с небольшими бетонными блоками и ЖБИ.

Наиболее популярна аренда экскаватора погрузчика»JCB», чуть менее распространены, но не менее надежны экскаваторы-погрузчики фирмы «Terex».

Также, по вашему желанию, экскаватор-погрузчик может быть снабжен дополнительным навесным оборудованием, что существенно расширит его функциональные возможности. Дополнительным плюсом при выборе экскаватора погрузчика является их эргономичный дизайн и небольшие габариты, что позволяет использовать их в рамках ограниченного места на стройплощадке или при работе в междомовом пространстве. По этому параметру они дадут фору любому экскаватору.

Аренда экскаваторов

Экскаватор незаменим на любой стройке. Он используется для рытья котлованов, переноса грунта и при погрузке грунта или иных сыпучих материалов. По типу конструкции арендуемые машины делятся на многоковшовые и одноковшовые. Кроме того, землеройную технику этого вида разделяют по направлению зуба ковша: Направление может быть прямым и обратным. В нашей практике наиболее востребованным является именно одноковшовый экскаватор с обратной лопатой. Еще одним значительным признаком является тип ходовой части экскаватора. Экскаватор может быть на колесной базе или гусеничном ходу.

Гусеничные экскаваторы используют специальное шасси с гусеничными движителями и изготавливаются полноповоротными. За счет своего маленького удельного давления на грунт такая спецтехника часто применяется на торфоразработках или других местах со слабым (например переувлажненным) грунтом. Этот тип экскаватора имеет хорошую проходимость и поэтому широко применяется при строительных работах. До места проведения строительных работ гусеничная спецтехника доставляются тягачами на специальных низкорамных платформах — тралах. По нашей статистике особой популярностью пользуется аренда гусеничного экскаватора с гидромолотом. Надо отметить, что многие модели имеют унифицированную с колесными вариантами поворотную платформу и рабочее оборудование.

Колесные экскаваторы используют шасси на колесной базе. Этот тип, как правило, выпускается также полноповоротным. Для большей устойчивости во время работ базу оснащают выносными опорами. Основным оборудованием для этого типа экскаваторов является обратная лопата. Некоторые модели могут оснащаться челюстным захватом, грейфером, гидравлическим молотом. Экскаваторы на колесной базе очень популярны на стройках и при проведении различных ремонтных работ. Именно поэтому аренда колесного экскаватора очень востребованная услуга.

Аренда землеройной техники в СПб

Цена на аренду землеройной техники в Петербурге сейчас не сильно различается от фирмы к фирме и колеблется не сильно. Поэтому при заказе бульдозера или экскаватора уделите внимание условиям расчета итоговой стоимости аренды и перечню дополнительных услуг (наличие водителя-оператора, доставка до объекта и пр.), которые могут быть включены или нет в стоимость договора аренды.

Арендуя спецтехнику на любой срок в нашей фирме вы значительно экономите свои средства, т. к. за небольшую цену получаете готовую к работе машину, без трат на обслуживание, транспортировку и хранение спецтехники.
Некоторые преимущества аренды в ООО «МАРШАЛ КОННЕКТ»:

• любой срок аренды
• аренда техники с водителем
• исправная техника прошедшая ТО
• быстрое оформление документов

Аренда строительной техники в фирме «МАРШАЛ» — оптимальное решение практически в любом случае!

Перед заказом землеройной техники рекомендуем составить общий план работ на объекте и учесть все потребности в строительной технике. Так например, у нас вы также можете арендовать автокраны. Заказ спецтехники «оптом» — выгодное решение, позволяющее дополнительно сэкономить. Кроме того, сейчас у нас действует специальное предложение для тех кому необходимо взять в аренду ямобур. По вопросам аренды ямобура (в Петербурге) — звоните на прямую нашим менеджерам.

Скачать все необходимые бланки (договор и заявки на аренду техники) вы можете в разделе «документы».

Онлайн выставка “Экспо экскаватор ру”

В июле 2020 года стартовала первая в России международная онлайн-выставка строительной техники и оборудования «ОНЛАЙН ЭКСПО Экскаватор Ру». Данная выставочная онлайн-площадка предоставляет отличную возможность ведущим производителям спецтехники и комплектующих, а также дилерам, представить многочисленной интернет-аудитории свои продукты и услуги. Уникальное мероприятие длится 100 дней, что дает возможность всем желающим детально изучить буквально каждый виртуальный стенд.

В рамках «ОНЛАЙН ЭКСПО Экскаватор Ру» на cовместном стенде CNHi и всех дилеров CASE России и Беларуси представлен широкий ассортимент решений от CASE® Construction Equipment для строительной отрасли – как популярные модели машин, включая бестселлеры, так и новинки. Среди них: знаменитые гусеничные экскаваторы серии CX, в том числе самая мощная модель в линейке CASE – карьерный экскаватор CX800B LC; бульдозеры CASE 1650L и 2050M; грейдеры CASE 865B и 885B; фронтальные погрузчики, включая самую тяжелую модель – CASE 1121F; несколько экскаваторов-погрузчиков, среди которых флагманская машина CASE 695ST; мини-погрузчики обновленной серии B – CASE SV300B и TV380B.

Комментирует Александр Марков, бизнес-директор по строительной технике CNH Industrial в России и Республике Беларусь: «Для нас это первый опыт участия в онлайн-выставке. Несмотря на то, что с момента старта мероприятия прошло не так много времени, мы уже фиксируем значительный интерес посетителей к нашему виртуальному стенду, что, впрочем, неудивительно: строительные машины CASE заслуженно снискали репутацию эффективного и надежного партнера среди большого количества компаний по всему миру».

Новый формат выставки позволяет заказчикам и потенциальным клиентам, не выходя из дома детально ознакомиться с представленной техникой CASE, узнать о новостях компании, актуальных специальных лизинговых предложениях, обширной номенклатуре аксессуаров и запасных частей и программах сервисного обслуживания. Для удобства пользователей все предложения компании можно посмотреть в одном окне, напрямую связаться с дилером и получить оперативный ответ.

(PDF) Метод моделирования виртуального оператора для рытья траншеи экскаватором

ВИРТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОПЕРАТОРА 27

Брэдли Д. и Сьюард Д. (1998). Разработка, управление и эксплуатация автономного роботизированного экскаватора.

Журнал интеллектуальных и робототехнических систем, 21, 73-97. http://dx.doi.org/10.1023/A:1007932011161

Бирн, М., и Кирлик, А. (2005). Использование компьютерного когнитивного моделирования для диагностики возможных источников авиационной ошибки

. Международный журнал авиационной психологии, 15 (2), 135-55.

http://dx.doi.org/10.1207/s15327108ijap1502_2

Дикс, А., Финли, Дж., Абоуд, Г. и Бил, Г. (2004). Взаимодействие человека с компьютером. Англия: Pearson Education Limited.

ISBN-10: 0130461091

Дорайс, Г., Бонассо, Р. П., Кортенкамп, Д., Пелл, Б., и Шрекенгхост, Д. (1999). Регулируемая автономность для автономных систем, ориентированных на человека –

. В Рабочих заметках Шестнадцатой международной совместной конференции по искусственному интеллекту

Семинар по регулируемым автономным системам (IJCAI99).16-35. Стокгольм, Швеция, 1 августа

Du, Y., Dorneich, M.C., Steward, B.L., Anderson, E.R., Kane, L.F., & Gilmore, B. (2015). Виртуальный оператор

Подход к моделированию строительной техники. 2015 Конференция по автономным и роботизированным системам

Строительство инфраструктуры (Д. Дж., Уайт, А. Альхасан и П. Веннапуса, ред.). Эймс, Айова, 2-3 июня.

http://www.ceer.iastate.edu/carci/

Елезабы, А.А. (2011). Модель виртуального автономного оператора для приложений строительной техники (докторская диссертация

).Университет Иллинойса – Чикаго, Чикаго, Иллинойс.

Энес, А. Р. (2010). Совместное управление гидравлическими манипуляторами для сокращения времени цикла (докторская диссертация).

Технологический институт Джорджии. Атланта, Джорджия, США.

Эрикссон К. и Саймон Х. (1993). Анализ протокола: устные отчеты как данные (2-е изд.). Бостон: MIT Press. ISBN

0-262-05029-3

Filla. Р. (2005). Модели оператора и машины для динамического моделирования строительной техники (Диссертация № 1189).

Университет Линчёпинга. Линчёпинг, Швеция.

Филла, Р., Эрикссон, А., и Палмберг, Ж.-О. (2005). Динамическое моделирование строительной техники: к модели оператора

. Международная выставка гидроэнергетики 2005 г. Техническая конференция, 429-438. Лас-Вегас,

(Невада), США. https://arxiv.org/abs/cs/0503087

Фунтас, С., Блэкмор, Б.С., Вугюкас, С., Тан, Л., Соренсен, К. Г., и Йоргенсен, Р. (2007). Разложение

сельскохозяйственных задач на роботов.Международный сельскохозяйственный инжиниринг: Электронный журнал СИГР.

http://www.cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/901

Гудрич, М. А., Олсен, Д. Р., Крэндалл, Дж. У., и Палмер, Т. Дж. (2001). Эксперименты с регулируемой автономностью.

В материалах семинара IJCAI по автономии, делегированию и контролю: взаимодействие с интеллектуальными агентами

(Х. Хексмур, К. Кастельфранчи, Р. Фальконе и М. Кокс, ред.). Сиэтл, Вашингтон: Американская ассоциация

Artificial Intelligence Press, стр.1624-1629.

Хан, С., Стюард, Б. Л., и Тан, Л. (2015). Интеллектуальная сельскохозяйственная техника и полевые роботы. В Precision

Сельскохозяйственные технологии для растениеводства (Q. Zhang, Q., Ed.). CRC Press.

http://dx.doi.org/10.1201/b19336-6

Holtzblatt, K. (2003). Контекстный дизайн. Справочник взаимодействия человека с компьютером: основы, развивающиеся технологии

и новые приложения (под ред. Дж. А. Джако). CRC Press. 983-1002. ISBN 9781439829431

Хьюз, К., & Цзян, X. (2010). Использование моделирования дискретных событий для моделирования работы оператора экскаватора. Человек

Факторы и эргономика в производстве и сфере услуг, 20 (5), 408-423.

http://dx.doi.org/10.1002/hfm.20191

Инагаки, Т. (2006). Дизайн человеко-машинного взаимодействия в свете предметно-зависимой автоматизации

, ориентированной на человека. Познание, технология и работа, 8 (3), 161-167. http://dx.doi.org/10.1007/s10111-006-0034-z

Инагаки, Т.(2003). Адаптивная автоматизация: совместное использование и торговля контролем. Справочник по разработке когнитивных задач, 8, 147-

169. http://dx.doi.org/10.1201/9781410607775.ch8

Виртуальный симулятор экскаватора с HILS и тактильными джойстиками

[1]

LE Bernold, L. Венкатесан и С. Суварна, Мультисенсорный подход к трехмерному картированию подземных коммуникаций, Proc. из 19 ^th Международный симпозиум по автоматизации и робототехнике в строительстве , Гейтерсбург, Мэриленд, США (2002) 525–530.

Google Scholar

[2]

П. Рычаг, Ф. Ван и Д. Чен, Нечеткая система управления для автоматизированного горного экскаватора, Proc. Международной конференции по робототехнике и автоматизации , Сан-Диего, Калифорния, США, 4 (1994) 3284–3289.

Google Scholar

[3]

А. Стенц, А. Келли, П. Рандерц, Х. Херман, О. Амиди, Р. Мандельбаум, Г. Салгианкс и Дж. Педерсен, Многоперспективное восприятие беспилотных наземных транспортных средств в реальном времени , Институт робототехники Университета Карнеги-Меллона, США (2003 г.).

Google Scholar

[4]

А.Дж. Койво, М. Тома, Э. Коджаоглан и Дж. Андраде-Четто, Моделирование и управление динамикой экскаватора во время выемки грунта, J. of Aerospace Engineering , 9 (1) (1996), 10–18.

Артикул Google Scholar

[5]

К. Хэ, Д. Чжан, П. Хао и Х. Чжан, Моделирование и управление гидравлической стрелой экскаватора, Proc.из 22 ^nd Международный симпозиум по автоматизации и робототехнике в строительстве , Феррара, Италия (2005) 1–6.

Google Scholar

[6]

К. П. Ха, К. Х. Нгуен, Д. К. Рай и Х. Г. Даррант-Уайт, Контроль импеданса роботизированного экскаватора с гидравлическим приводом, Автоматизация в строительстве , 9 (5–6) (2000) 421–435.

Артикул Google Scholar

[7]

Н.Р. Паркер, С. Э. Салкудин и П. Д. Лоуренс, Применение силовой обратной связи к тяжелым гидравлическим машинам, Proc. Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации , Атланта, США, 1 (1993) 375–381.

Google Scholar

[8]

Дж. Г. Франкель, М. Э. Конц и В. Дж. Бук, Дизайн испытательного стенда для тактильного контроля гидравлических систем, Proc. Международного конгресса и выставки по машиностроению ASME , Анахайм, США (2004 г.).

Google Scholar

[9]

А. Такемото, К. Яно, Т. Миёси и К. Терашима, Система вспомогательного управления поворотным краном с использованием предлагаемого тактильного джойстика в качестве интерфейса человек-машина, Proc. из 13 ^th IEEE International Workshop on Robot and Human Interactive Communication , Kurashiki, Japan (2004) 533–538.

Google Scholar

[10]

S.Янг, С. К. Квон, С. М. Джин, Гидравлическое моделирование и система дистанционного управления полевым роботом, Proc. из 10 ^th Международная конференция по управлению, автоматизации , робототехнике и зрению, Ханой, Вьетнам (2008) 2303–2308.

Google Scholar

[11]

С. П. ДиМайо, С. Э. Салкудеан, К. Ребуле, С. Тафазоли и К. Хаштруди-Заад, Виртуальный экскаватор для разработки и оценки контроллеров, Proc.Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации , Лёвен, Бельгия, 1 (1998) 52–58.

Google Scholar

[12]

Х. И. Торрес-Родригес, В. Парра-Вега и Ф. Дж. Руис-Санчес, Интеграция средств позиционного управления и тактильного интерфейса для виртуального симулятора экскаватора, Proc. из 12 ^th Международная конференция по передовой робототехнике , Сиэтл, Вашингтон, США (2005) 761–768.

Google Scholar

[13]

Р. Н. Йонг и А. В. Ханна, Анализ методом конечных элементов плоской резки почвы, J. Terramechanics , 14 (3) (1977) 103–125.

Артикул Google Scholar

[14]

О. Луенго, С. Сингх и Х. Кэннон, Моделирование и идентификация взаимодействия грунта и инструмента при автоматизированной выемке грунта, Proc. Международной конференции IEEE / RSJ по интеллектуальным робототехническим системам , Виктория, США, 3 (1998) 1900–1906.

Google Scholar

[15]

YJ Nam, YJ Moon and MK Park, Повышение производительности роторного привода жидкости MR на основе электромагнитной конструкции, J. of Intelligent Material Systems and Structures , 19 (6) (2008) 695–705 .

Артикул Google Scholar

Границы | Система оценки навыков управления гидравлическими экскаваторами с помощью экскаватора с дистанционным управлением и виртуальной реальности

1.Введение

Гидравлические экскаваторы – это строительные машины с рабочими органами, которые имеют высокую степень свободы и различное навесное оборудование. Таким образом, эти экскаваторы можно использовать для различных видов работ, таких как земляные работы и снос. Операторы гидравлических экскаваторов должны иметь высокие навыки и опыт. Чтобы управлять экскаватором по желанию, оператор управляет рычагами в кабине; однако этот тип операции не очень интуитивно понятен. В последние годы количество рабочих в строительной отрасли сокращается, и сокращение количества молодых рабочих стало проблемой.Следовательно, без предварительного обучения молодых операторов гидравлических экскаваторов не обойтись, но обучение работе с настоящим экскаватором может быть затруднено с точки зрения выбора подходящего места и обеспечения безопасности. Симуляторы могут быть эффективными для обучения в ситуациях, когда сложно обучаться с использованием реальной машины в реальных условиях. Обучение можно безопасно проводить с использованием симулятора и с меньшими эксплуатационными расходами, чем при использовании реальной машины. Различные исследования посвящены обучению с использованием тренажеров, и было разработано несколько тренажеров для строительной техники (Kamezaki et al., 2008; Wang et al., 2011; Ni et al., 2013). Некоторые исследования рассматривали динамику гидравлического экскаватора в симуляторах (Vähä, Skibniewski, 1993; Patel, Prajapati, 2011; Vujic et al., 2017). В случае симуляторов экскаваторов существует проблема: трудно воспроизвести поведение грунта, вынутого из грунта, в реальном времени из-за затрат на расчет. Мы думаем, что эту проблему можно решить с помощью обучающей системы с использованием игрушечного экскаватора с дистанционным управлением.

Количественная оценка навыков работы полезна для обучения.Обычно время, затраченное на работу, используется для оценки навыков работы гидравлических экскаваторов, но этого параметра недостаточно для детальной оценки навыков. Были проведены исследования по количественной оценке навыков работы экскаватора (Bernold et al., 2003; Sakaida et al., 2008; Koiwai et al., 2016). Однако неизвестно, можно ли применить метод оценки навыков, применяемый к настоящему экскаватору, при использовании игрушечного радиоуправляемого экскаватора, который не может полностью имитировать характеристики реальных экскаваторов.Следовательно, необходимо проверить показатели, которые могут количественно оценить навыки эксплуатации, независимо от того, является ли целью операции настоящий экскаватор или игрушечный экскаватор с радиоуправлением.

В этом исследовании мы разработали симулятор, который может измерять угол каждого шарнира в реальном времени с помощью игрушечного радиоуправляемого экскаватора с той же точкой обзора и рабочим интерфейсом, что и настоящий экскаватор. Мы рассчитали оценочные показатели работы рычага и движения ковша с использованием предложенной системы и реального экскаватора и определили показатели навыков работы с высокой корреляцией между игрушечным радиоуправляемым экскаватором и реальным экскаватором.Предварительные экспериментальные результаты были объяснены в IROS2019 (Sekizuka et al., 2019). Новым вкладом в этот документ является сравнение поведения нашего радиоуправляемого экскаватора и реального экскаватора, субъективная оценка работоспособности и реальности поля зрения нашей системы радиоуправляемого экскаватора, а также проверка показателей оценки навыков, включая новый указатель для работы рычага.

2. Сопутствующие работы

Для увеличения присутствия в системе дистанционного управления принят метод представления изображений, снятых камерой, размещенной на рабочей мишени, пользователю через дисплей, закрепленный на голове (HMD).Например, смешанная реальность на основе HMD используется для улучшения телеприсутствия во время дистанционного управления дорожными транспортными средствами и БПЛА (Hosseini and Lienkamp, ​​2016; Sawarkar et al., 2016). Он также используется для экскаватора с дистанционным управлением (Ito et al., 2019). Тот же метод также используется для тренировочных систем с использованием альтернативных машин, таких как радиоуправляемые игрушки и небольшие машины. Была разработана система обучения эксплуатации с использованием радиоуправляемого вертолета (Kunieda and Hoshino, 2009). Эта система обеспечивает обзор из кабины вертолета путем проецирования изображений с камеры, прикрепленной к вертолету RC, на HMD и, таким образом, помогает улучшить реальность операции.Симулятор маневрирования корабля Override – это настоящий учебный корабль, и была разработана технология дополненной реальности (AR) (Takaseki et al., 2014). Эта система создает ощущение нахождения на большом корабле, отображая трехмерную (3D) модель большого корабля, наложенную на изображение HMD с помощью маркера AR, установленного на носу. В этом исследовании этот метод используется для воспроизведения поля зрения, как если бы вы едете на радиоуправляемом экскаваторе.

3. Система обучения работе с радиоуправляемым экскаватором

На рис. 1 показан обзор и конфигурация разработанной системы с использованием радиоуправляемого экскаватора и технологии виртуальной реальности (VR).Эта система состоит из радиоуправляемого экскаватора, всенаправленной камеры (RICOH, RICOH THETA S), HMD (Oculus VR, Oculus Rift CV 1), двух джойстиков (Logitech, Extreme 3D Pro), четырех переменных резисторов (Linkman, R1610N-QB1 -B103), плата микрокомпьютера (Arduino SRL, Arduino Uno; в дальнейшем именуемая Arduino) и портативный компьютер.

Рисунок 1 . Система с использованием радиоуправляемого экскаватора и технологии VR. (A) Внешний вид системы и (B) конфигурация системы.Письменное информированное согласие было получено от человека на публикацию этого изображения.

В данной системе воспроизведено поле зрения из кабины экскаватора. На рис. 2 показан способ воспроизведения поля зрения из кабины. На экскаватор RC была установлена ​​всенаправленная камера. Полученные изображения передавались на портативный компьютер по HDMI, и создавались сферические панорамные изображения. В центре сферического панорамного изображения размещена трехмерная (3D) модель кабины гидравлического экскаватора.Поле обзора 3D-модели кабины проецировалось на HMD и соответствовало ориентации пользователя через функцию отслеживания головы HMD. Таким образом, пользователь может видеть такое поле зрения, как если бы он находился на радиоуправляемом экскаваторе. Серию обработки представления изображения выполняли с помощью игрового движка Unity. Время задержки зрительной системы составляло около 170 мс. Мы модифицировали радиоуправляемый экскаватор так, чтобы им можно было управлять двумя джойстиками. Таким образом, можно было проделать ту же операцию, что и на настоящем экскаваторе.Более того, во время эксплуатации можно было измерить каждый угол шарнира экскаватора RC. Как показано на рисунке 3, потенциометры были прикреплены к соединениям экскаватора RC. Управление экскаватором RC и измерение углов шарниров осуществлялись с помощью ноутбука и Arduino.

Рисунок 2 . Воспроизведение поля зрения из кабины.

Рисунок 3 . Монтажное положение каждого потенциометра. (A) шарнир поворотный, (B) шарнир стрелы , шарнир (C) рычаг и шарнир ковша (D) .

Чтобы подтвердить динамику радиоуправляемого экскаватора, используемого в предлагаемой системе, мы измерили временную характеристику каждой совместной угловой скорости RC-экскаватора и реального экскаватора (SK135SR-5, Kobelco Construction Machinery), показанных на рисунке 4. Рисунок 5 и таблица 1 представлены начальные углы сочленения. Операция рычага, выполняемая вручную для настоящего экскаватора, использовалась в качестве входного сигнала для радиоуправляемого экскаватора. На рисунке 6 показаны результаты зависимости угловой скорости сустава от времени. Синие пунктирные линии представляют нормированную работу рычага, максимальное значение которой равно 1.Голубые и красные сплошные линии представляют совместную угловую скорость реального экскаватора и экскаватора RC, соответственно.

Рисунок 4 . Настоящий экскаватор (SK135SR-5, строительная техника Kobelco).

Рисунок 5 . Геометрия экскаватора. л ₁ , л ₂ и л ₃ – длина стрелы, рукояти и ковша соответственно. θ ₁ , θ ₂ и θ ₃ – углы стрелы, рукояти и ковша соответственно.

Таблица 1 . Начальные углы шарниров экскаватора (°).

Рисунок 6 . Совместные угловые скорости реального экскаватора и радиоуправляемого экскаватора. (A) работа стрелы, (B) работа рычага и (C) работа ковша .

Мы приняли систему как систему первого порядка с мертвым временем и оценили параметры системы. Коэффициент усиления K был окончательным значением угловой скорости, а мертвое время L и постоянная времени T были рассчитаны по следующим формулам.

Здесь ( t _p ; v _p ) – точка перегиба угловой скорости сустава во время ускорения. R – наклон в точке перегиба. Кроме того, t _q – это время, когда угловая скорость достигает 63,2% от окончательного значения, а t _p и t _q – время, основанное на времени когда начинается рычажный ввод.

В таблице 2 приведены рассчитанные системные параметры каждого звена реального экскаватора и экскаватора RC, соответственно.

Таблица 2 . Системные параметры каждого звена экскаватора.

4. Субъективная оценка работоспособности и наличия радиоуправляемого экскаватора

Чтобы исследовать работоспособность этой системы и наличие изображений, мы использовали анкеты субъективной оценки.

4.1. Протокол эксперимента

Испытуемыми были восемь человек, которые работали на экскаваторе, и 12 человек, которые никогда на нем не работали; информированное согласие было получено от испытуемых перед экспериментом.Испытуемые выполняли многократные непрерывные раскопки в течение 3 мин. Непрерывные раскопки состояли из четырех этапов: раскопки, поворота, отсыпки и возврата. Более того, непрерывные раскопки начинались с выдвижения стрелы экскаватора, а раскопки велись закапыванием в землю. Поворот производился поворотом экскаватора на 90 ° при подъеме ковша. Отсыпка производилась выгрузкой грунта в ковш. Возврат определялся как операция возврата к исходному состоянию раскопок.После выполнения задания мы провели субъективную оценку работоспособности данной системы и наличия изображений с помощью анкеты. Работоспособность оценивалась с использованием шести шкал японской версии NASA-TLX (Haga and Mizukami, 1996), которая представляет собой метод субъективной оценки умственной нагрузки. Общая рабочая нагрузка была рассчитана с использованием Raw TLX, который использует среднее значение всех шкал. Наличие изображений оценивалось с использованием четырех шкал, обращаясь к оценочной анкете на предмет наличия широкоугольного неподвижного изображения (Emoto et al., 2006). Пункты анкеты показаны ниже.

• Работоспособность

– Сколько умственной и перцептивной активности требовалось?

– Какая физическая активность требовалась?

– Сколько времени вы чувствовали из-за темпа выполнения задач или элементов задач?

– Насколько успешно вы выполнили задание?

– Насколько усердно вам пришлось работать, чтобы достичь своего уровня производительности?

– Насколько раздражение, стресс и раздражение по сравнению с удовлетворением, расслаблением и самоуспокоенностью вы чувствовали во время задания?

• Наличие изображений

– Как сильно вы чувствуете присутствие?

– Насколько вы почувствовали силу?

– Насколько вам комфортно?

– Насколько вы почувствовали глубину?

На каждый вопрос был дан ответ от 0 до 100 баллов.

4.2. Результатов

На рис. 7А показаны результаты анкетирования субъективной оценки работоспособности. Эта радиолокационная диаграмма означает, что чем больше площадь, тем больше эксплуатационная нагрузка. Как видно из графика, опытные испытуемые, как правило, давали более высокие баллы, чем неопытные, по другим пунктам, кроме «усилия». T-тесты между опытными и неопытными испытуемыми по каждому пункту показывают, что нет существенной разницы в «умственных потребностях», «физических потребностях», «временных требованиях», «низкой производительности труда» и «усилиях», но есть существенная разница. Разница была подтверждена для пункта «разочарование.На рисунке 8 показана общая рабочая нагрузка Raw TLX. Этот результат подтверждает, что опытным испытуемым труднее управлять радиоуправляемым экскаватором. На рис. 7В показан результат анкетирования субъективной оценки наличия изображений. Эта радарная диаграмма показывает, что чем больше площадь, тем лучше присутствие изображений. График показывает, что опытные испытуемые, как правило, дают более низкие баллы, чем неопытные испытуемые по всем пунктам. Тесты t между опытными и неопытными испытуемыми по каждому пункту показывают, что нет существенной разницы в терминах «сила» и «глубина», но есть значительная разница в случае «присутствия» и «комфорта».Этот результат подтверждает, что опытные испытуемые, как правило, дают более низкие оценки за присутствие и комфорт.

Рисунок 7 . Результаты оценки субъективной нагрузки и восприятия изображения ( ^* p <0,05, н.с., не значимо). (A) Субъективная нагрузка, (B) субъективное восприятие изображения.

Рисунок 8 . Результаты общей нагрузки (Raw TLX, ^* p <0,05).

5.Оценка земляных работ, выполненных экскаватором RC и настоящим экскаватором

Земляные работы, выполненные с использованием экскаватора RC и настоящего экскаватора, были оценены для проверки показателей, которые можно использовать для количественной оценки навыков управления гидравлическим экскаватором, независимо от оператора.

5.1. Протокол эксперимента

RC-экскаватор и настоящий экскаватор (SK135SR-5, Kobelco Construction Machinery), рассматриваемые в данном исследовании, показаны на рисунках 1 и 4 соответственно.Испытуемыми были три эксперта и пять операторов, не являющихся экспертами. Информированное согласие было получено от них перед экспериментом. В этом исследовании в качестве эксперта рассматривался оператор, который обычно оценивает работоспособность гидравлического экскаватора. После достаточной практики испытуемые выполнили следующую задачу пять раз, используя экскаватор с дистанционным управлением и настоящий экскаватор. Задача измерения состояла из трех непрерывных циклов земляных работ. Второй и третий циклы были проанализированы, и первый цикл, начиная с остановленного состояния, был исключен.Были измерены время работы, количество срабатываний каждой оси рычага и каждый угол сочленения экскаватора. Угол поворота стрелы, рукояти и ковша реального экскаватора рассчитывался по измеренной длине гидроцилиндра экскаватора, а угол поворота измерялся с помощью датчика углового ускорения. Управляющее давление каждого рычага фактического экскаватора использовалось в качестве рабочей величины каждой оси рычага. Для экскаватора RC частота дискретизации данных измерений составляла 100 Гц.Для настоящего экскаватора частота дискретизации данных измерений составляла 1000 Гц, и она была уменьшена до 100 Гц. Трехмерная траектория наконечника ковша была рассчитана по углу шарнира экскаватора путем расчета прямой кинематики следующим образом:

[xyz] = [(l1s1 + l2s12 + l3s123) s4l1c1 + l2c12 + l3c123 (l1s1 + l2s12 + l3s123) c4]. (3) {si = sinθi, i = 1,4ci = cosθi, i = 1,4s12 = sin (θ1 + θ2) c12 = cos (θ1 + θ2) s123 = sin (θ1 + θ2 + θ3) c123 = cos (θ1 + θ2 + θ3). (4)

Здесь правое, восходящее и прямое направления экскаватора заданы как положительные направления осей x, y и z соответственно, как показано на рисунке 5.Здесь l ₁ – длина отрезка линии, соединяющего ось вращения стрелы и ось вращения стрелы; l ₂ – длина отрезка линии, соединяющего ось вращения рукояти с осью вращения ковша; l ₃ – длина отрезка прямой, соединяющего ось вращения ковша с концом ковша; θ ₁ – угол между отрезком линии l ₁ и вертикальным направлением; θ ₂ – угол между отрезком l ₁ и отрезком l ₂ ; θ ₃ – угол между отрезком l ₂ и отрезком l ₃ ; и θ ₄ – угол верхнего вращающегося тела по отношению к нижнему подвижному телу.Параметры реального экскаватора и экскаватора RC, перечисленные в таблице 3, были использованы для расчета траектории.

Таблица 3 . Длина каждого звена (мм) и диапазон перемещения каждого шарнира (°) экскаватора.

На рис. 9 показаны примеры траектории измерения и работы рычага во время одного цикла земляных работ с RC-экскаватором и настоящим экскаватором. Здесь работа рычага представлена ​​временным рядом значения, полученного путем нормализации степени наклона рычагов управления поворотом, стрелой, рукоятью и ковшом от -1 до 1.Предполагалось, что экскаваторы различаются по форме траектории и формы волны срабатывания рычага из-за разницы в соотношении длины звеньев и поведении экскаватора. Эти данные были рассчитаны с использованием показателей оценки навыков работы.

Рисунок 9 . Данные измерений во время раскопок (Эксперт 1, Задание 3, Цикл 1). (A) Траектория ковша радиоуправляемого экскаватора (мм). (B) Управление рычагом экскаватора RC. (C) Траектория реального ковша экскаватора (мм). (D) Рычаг реального экскаватора.

5.2. Расчет индексов оценки навыков работы

Оценочными показателями были: наработка т , разброс траекторий ковша d _т , длина траектории ковша л , средняя скорость ковша v¯ и разброс операций рычага d _o . Каждый показатель рассчитывался для одного цикла непрерывной выемки грунта, участка выемки, участка поворота, участка разгрузки и участка возврата.

Время операции было рассчитано, поскольку оно обычно используется в качестве показателя оценки. Дисперсия траектории ковша и дисперсия действия рычага были рассчитаны на основании того факта, что эксперты проводят раскопки с приблизительно уникальной траекторией, независимо от порядка раскопок (Sakaida et al., 2008). Длина траектории ковша рассчитывалась с учетом того, что у экспертов были более короткие траектории при более компактной работе. Средняя скорость ковша рассчитывалась с учетом того, что специалисты выполняли более быстрые операции.Каждый индекс рассчитывался с использованием методов, описанных ниже.

Разброс траекторий ковша представляет собой степень различия траекторий, когда одна и та же операция выполнялась несколько раз. На рис. 10 показан расчетный дисперсионный поток для траекторий ковша. Сначала было вычислено среднее значение этих траекторий. Однако было невозможно вычислить среднюю траекторию, поскольку длина данных была разной для каждой траектории. Поэтому среднее значение траекторий с разной длиной данных было вычислено с использованием метода усреднения барицентра (DBA) DTW (Petitjean et al., 2011). Затем рассчитывалась разница между каждой траекторией и средней траекторией. Для этой цели был принят метод динамического преобразования времени (DTW) (Sakoe and Chiba, 1978), который может вычислять несходство между двумя временными рядами разной длины. DTW и DBA описаны в разделе Приложения. Наконец, было вычислено среднее несходство, которое рассматривалось как разброс траекторий d .

Рисунок 10 .Метод расчета траекторий рассеивания.

Длина траектории ковша л была рассчитана по следующей формуле:

l знак равно ∑i знак равно 1n-1 (xi + 1-xi) 2+ (yi + 1-yi) 2+ (zi + 1-zi) 2. (5)

Здесь ( x _i , y _i , z _i ) – это координата i траектории ковша с элементами n .

Средняя скорость ковша v рассчитывалась следующим образом:

Разброс операций рычага d _o был рассчитан таким же образом, как d _t для операции поворота, операции стрелы, операции стрелы и операции ковша.Здесь функция расстояния d ( a _i , b _j ) операции рычага определяется следующим образом:

d (ai, bj) = | ai-bj |. (7)

5.3. Результатов

На рис. 11 показаны оценочные показатели RC-экскаватора и реального экскаватора на радиолокационной диаграмме для каждого объекта. Первая ось отображает время работы; вторая ось представляет длину траектории ковша; третья ось представляет собой среднюю скорость ковша; четвертая ось представляет собой разброс траектории ковша; а оси с пятой по восьмую представляют собой разброс действия рычага для поворота, стрелы, рукояти и ковша.Стандартизированная величина, обратная каждому оценочному индексу, использовалась таким образом, чтобы область радиолокационной карты была больше для высококвалифицированного субъекта. Пунктирная линия представляет собой среднее значение для всех испытуемых. На рисунке видно, что среднее значение лучше среднего в случае, если индекс оценки находится за пределами этой линии. Было подтверждено, что эксперты, как правило, имели большую площадь радиолокационной карты, чем неспециалисты, как для радиоуправляемого экскаватора, так и для настоящего экскаватора. Область радиолокационной карты для неспециалиста 3 была больше, чем для других неспециалистов, потому что неспециалист 3 имел больший опыт работы на гидравлическом экскаваторе, чем другие неспециалисты.Эти результаты позволяют предположить, что можно различать различия в навыках эксперта и неспециалиста и различать стаж работы оператора гидравлического экскаватора при использовании экскаватора с дистанционным управлением. Однако очертания радиолокационной диаграммы радиоуправляемого экскаватора отличались от таковых у настоящего экскаватора. Это могло быть вызвано тем фактом, что поведение RC-экскаватора, рассматриваемого в этом исследовании, отличалось от поведения настоящего экскаватора.

Рисунок 11 .Радиолокационная карта оценочных показателей. Стандартизированная величина, обратная каждому оценочному индексу, использовалась таким образом, что область радиолокационной карты становилась больше для высококвалифицированного субъекта. Пунктирная линия представляет собой среднее значение для всех испытуемых. (A ) Expert 1, (B) Expert 2, (C) Expert 3, (D) Non-expert 1, (E) Non-expert 2, (F) Non -expert 3, (G) Non-expert 4 и (H) Non-expert 5.

6.Обсуждение

Корреляция каждого оценочного показателя между RC-экскаватором и реальным экскаватором была исследована для каждого участка непрерывной выемки грунта. В таблице 4 приведены результаты расчета корреляции между реальным экскаватором и экскаватором с дистанционным управлением для всех оценочных показателей. Каждая строка представляет собой оценочный индекс, а каждый столбец представляет раздел, учитываемый при вычислении. Каждое значение представляет собой коэффициент корреляции между реальным экскаватором и экскаватором с дистанционным управлением для каждого оценочного индекса.Значения со значительной корреляцией выделены жирным шрифтом. Никакой существенной корреляции между реальным экскаватором и данными RC-экскаватора не было обнаружено ни на каком отрезке времени работы и разброса операций поворота, стрелы и ковша. Однако на нескольких участках была подтверждена значительная корреляция для разброса траекторий ковша, длины траектории ковша, средней скорости ковша и разброса операций стрелы. Считалось, что корреляция разброса траекторий ковша и длины траектории ковша выше, потому что на нее не повлияла разница в поведении экскаватора.Результаты показывают, что можно частично оценить рабочие характеристики реального экскаватора, используя экскаватор с дистанционным управлением, динамика которого отличается от динамики настоящего экскаватора.

Таблица 4 . Корреляция между реальным индексом экскаватора и индексом RC-экскаватора ( ^* p <0,05, ^{* *} p <0,01).

Рисунки 7A, 8 показывают, что опытным операторам труднее управлять экскаватором RC.Рисунок 7B показывает, что опытные операторы обычно дают более низкие оценки за присутствие и комфорт. Причина этого может заключаться в том, что опытные операторы почувствовали несоответствие в экскаваторе RC, отличающемся от реальных экскаваторов по удобству работы и обзорности. Конечно, интерфейс управления воспроизводился с помощью игровых джойстиков, жесткость которых отличается от реального рычага, а радиоуправляемый экскаватор приводился в движение электромоторами, а не гидравлическими приводами. Следовательно, работоспособность экскаватора RC была не совсем такой, как у настоящего экскаватора.Более того, мы заменили исходное человеческое зрение на HMD и всенаправленную камеру с гораздо более низким разрешением, чем человеческий глаз. Текущая система не могла предоставить информацию о глубине. Тем не менее, оценка восприятия глубины была не намного хуже, потому что глубина воспринималась на монокулярном изображении с помощью условий окружающей среды, таких как освещение, тени и т. Д. Кроме того, задержка зрительной системы имеет большое влияние на визуальное погружение. . Чтобы обеспечить более точную оценку навыков и эффективное обучение, необходимо точно воспроизводить работоспособность и видимость реальных экскаваторов в экскаваторе RC.

Была подчеркнута важность чувства воплощения (SoE) и воплощения познания (EoC) в среде виртуальной реальности (Winn, 2003; Kilteni et al., 2012). Улучшение SoE и EoC расширит полноту оценки навыков. Мультимодальная информация, такая как зрение, слух и тактильные ощущения, также может быть использована для лучшего понимания более сложных навыков при работе с настоящими экскаваторами. Мультимодальная информация очень важна для улучшения EoC и SoE. В качестве будущей работы мы планируем улучшить предлагаемую систему для отображения звуков и вибрации во время работы.

7. Заключение и дальнейшая работа

В этом исследовании мы разработали симулятор, который может измерять угол каждого сочленения в реальном времени с помощью радиоуправляемого экскаватора с той же точкой обзора и рабочим интерфейсом, что и настоящий экскаватор. Рассчитаны оценочные показатели работы рычага и движения ковша при выемке грунта с использованием предложенной системы и реального экскаватора. Хотя динамика сильно различалась, результаты показали высокую корреляцию между RC-экскаватором и реальным экскаватором в некоторых операциях и предположили, что предлагаемая система может оценивать рабочие навыки в отношении соответствия между направлением рычага и углом сочленения. экскаватор.

Однако не все навыки работы с настоящим экскаватором можно освоить, обучаясь работе с системой экскаватора RC, разработанной в этой статье. В будущем, чтобы обеспечить более точную оценку навыков и эффективное обучение, мы постараемся максимально точно воспроизвести работоспособность и видимость настоящего экскаватора в экскаваторе RC. В частности, мы заменим джойстики на те же рычаги, что и у настоящего экскаватора, и улучшим визуальную систему с помощью промышленной камеры с высоким разрешением и малой задержкой.Кроме того, для оценки более квалифицированных операторов требуются дополнительные индексы оценки. Дальнейшая работа также будет включать измерение веса вынутого грунта и расчет смоделированного расхода топлива на основе измеренного электрического тока. Это исследование ограничивается оценкой навыков эксплуатации гидравлических экскаваторов с использованием экскаватора RC, и не было проверено, можно ли на самом деле проводить эффективное обучение с его использованием. Поэтому мы планируем проверить обучающий эффект RC-экскаватора, наблюдая за изменениями навыков эксплуатации с течением времени при таком обучении.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

Заявление об этике

Письменное информированное согласие было получено от отдельных лиц на публикацию любых потенциально идентифицируемых изображений или данных, включенных в эту статью.

Авторские взносы

RS разработал исследование и подготовил рукопись. МИ способствовал сбору и интерпретации данных и критически рассмотрел рукопись.YK внесла свой вклад в концепцию этого исследования и критически рассмотрела рукопись. Все авторы одобрили окончательную версию рукописи. Кроме того, все авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя, что вопросы, связанные с точностью или целостностью любой части работы, должным образом исследованы и решены.

Финансирование

В этом документе представлены результаты проекта, поддержанного Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Финансирующее агентство не участвовало в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конфликт интересов

MI, SS и YY работали в Kobelco Construction Machinery Co., Ltd.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Работа частично представлена ​​в материалах конференции.

Список литературы

Бернольд, Л., Ллойд, Дж., И Вук, М.(2003). Обучение операторов оборудования в эпоху Интернета 2. Nist Специальная публикация sp , страницы 505–510.

Google Scholar

Эмото, М., Масаока, К., Сугавара, М., и Нодзири, Ю. (2006). Зависимость угла обзора при просмотре неподвижных изображений с широким полем зрения и ее связь с оценочными показателями. J. Inst. Имидж Информ. Televis. Англ. 60, 1288–1295 (на японском). DOI: 10.3169 / itej.60.1288

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хага, С., и Мизуками, Н. (1996). Японская версия индекса загрузки задач NASA. Jpn. J. Ergon. 32, 71–79 (на японском языке). DOI: 10.5100 / jje.32.71

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хоссейни А., Линкамп М. (2016). «Улучшение телеприсутствия во время дистанционного управления дорожными транспортными средствами с использованием смешанной реальности на основе HMD», в , 2016 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV) (Гетеборг: IEEE), 1366–1373.

Google Scholar

Ито, М., Фунахара, Ю., Сайки, С., Ямазаки, Ю., Курита, Ю. (2019). Разработка кросс-платформенной кабины для симуляторов и телеуправляемых экскаваторов. Дж. Робот. Мехатрон. 31, 231–239. DOI: 10.20965 / jrm.2019.p0231

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Камезаки М., Ивата Х. и Сугано С. (2008). «Разработка тренажера для обучения навыкам работы для двусторонней рабочей машины», Международная конференция IEEE / ASME по продвинутой интеллектуальной мехатронике, 2008 г. (Xian: IEEE), 170–175.

Google Scholar

Килтени К., Гротен Р. и Слейтер М. (2012). Ощущение воплощения в виртуальной реальности. Присутствие 21, 373–387. DOI: 10.1162 / PRES_a_00124

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Койвай, К., Ямамото, Т., Нандзё, Т., Ямазаки, Ю., Фудзимото, Ю. (2016). «Оценка навыков человека при эксплуатации экскаватора на основе данных», Международная конференция IEEE 2016 по продвинутой интеллектуальной мехатронике (AIM) (Альберта, AB: IEEE), 482–487.DOI: 10.1109 / AIM.2016.7576814

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куниеда Дж. И Хосино Ю. (2009). «Разработка системы поддержки обучения навыкам управления вертолетом с учетом пользовательского интерфейса», Международная конференция IEEE 2009 г. по нечетким системам (остров Чеджу: IEEE), 957–962.

Google Scholar

Ни, Т., Чжан, Х., Ю, К., Чжао, Д., и Лю, С. (2013). Дизайн высокореалистичной виртуальной среды для симулятора экскаватора. Comput. Электр. Англ. 39, 2112–2123. DOI: 10.1016 / j.compeleceng.2013.06.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Патель, Б. П., и Праджапати, Дж. М. (2011). Взаимодействие грунта и инструмента как обзор при копании мини-гидравлического экскаватора. Внутр. J. Eng. Sci. Technol. 3, 894–901.

Google Scholar

Петижан Ф., Кеттерлин А. и Гансарски П. (2011). Метод глобального усреднения для динамического преобразования времени с приложениями для кластеризации. Распознавание образов. 44, 678–693. DOI: 10.1016 / j.patcog.2010.09.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сакаида Ю., Чуго Д., Ямамото Х. и Асама Х. (2008). «Анализ работы экскаватора путем выработки умелым оператором общих навыков», Ежегодная конференция SICE, 2008 г. (Токио: IEEE), 538–542.

Google Scholar

Сакоэ Х. и Чиба С. (1978). Оптимизация алгоритмов динамического программирования для распознавания речи. IEEE Trans. Акуст. Речевой сигнал. 26, 43–49. DOI: 10.1109 / TASSP.1978.1163055

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саваркар А., Чаудхари В., Чаван Р., Зоп В., Будале А. и Кази Ф. (2016). Дистанционно управляемый БПЛА и БПЛА на основе HMD Vision для агрессивных сред с использованием глубокого обучения. препринт arXiv arXiv: 1609.04147 .

Google Scholar

Секизука Р., Ито М., Сайки С., Ямазаки Ю. и Курита Ю. (2019).«Система оценки навыков работы гидравлического экскаватора с использованием экскаватора с дистанционным управлением и виртуальной реальности», в материалах Proceedings of the 2019 IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2019) (Macau), 3229–3234.

Google Scholar

Такасеки Р., Сано Н., Нагашима Р. и Окадзаки Т. (2014). Базовое обучение на симуляторе маневрирования корабля с использованием фактического учебного корабля. Proc. Japan Joint Autom. Контрольная конф. 57, 1493–1497.DOI: 10.11511 / jacc.57.0_1493

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вяхя П., Скибневски М. (1993). Динамическая модель экскаватора. J. Aerospace. Англ. 6, 148–158. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0893-1321 (1993) 6: 2 (148)

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вуйч, Д., Лазаревич, О., Батинич, В. (2017). Разработка динамико-математической модели гидравлического экскаватора. J. Central South Univ. 24, 2010–2018. DOI: 10.1007 / s11771-017-3610-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, X., Данстон П. С., Проктор Р., Хоу Л. и Со Дж. (2011). «Размышления об использовании игрового движка для разработки виртуальной системы обучения операторов строительных экскаваторов», в материалах Труды 28-го Международного симпозиума по автоматизации и робототехнике в строительстве (ISARC 2011). (Сеул).

Google Scholar

Winn, W. (2003). Обучение в искусственной среде: воплощение, вложенность и динамическая адаптация. Technol. Инструктировать. Cogn. Учить. 1, 87–114.

Google Scholar

A. Приложение

А.1. DTW

DTW – это метод вычисления расстояния между двумя временными рядами разной длины. Пример использования алгоритма DTW для вычисления расстояния двух данных временных рядов ( A = { a ₁ , a ₂ , ⋯, a _I } и B = { b ₁ , b ₂ , ⋯, b _J }) представлен ниже.

Шаг 1: Вычисляется расстояние d ( a ₁ , b ₁ ) между a ₁ и b ₁ ; это расстояние DTW D (1, 1).

Шаг 2: Расстояние DTW D ( i , 1) вычисляется в следующем порядке:

D (i, 1) = D (i-1,1) + d (ai, b1). (A1)

Шаг 3: Расстояние DTW D (1, j ) вычисляется в следующем порядке:

D (1, j) = D (1, j-1) + d (a1, bj).(A3)

Шаг 4: Расстояние DTW D ( i, j ) вычисляется в следующем порядке:

D (i, j) = min {D (i, j-1) D (i-1, j) D (i-1, j-1)} + d (ai, bj). (A5) i = 2,3, ⋯, I, j = 2,3, ⋯, J. (A6)

Тогда D ( I, J ) – это расстояние DTW временных рядов A и B . Чем меньше это значение, тем более похожими будут данные двух временных рядов. Соответствие между точками временных рядов A и B было получено путем вычисления D ( I, J ) и называется траекторией деформации.

В этом исследовании функция расстояния d ( a _i , b _j ) может варьироваться в зависимости от типа данных временного ряда. Расстояние в трехмерном евклидовом пространстве, которое выражается следующим уравнением, использовалось для обработки данных трехмерной траектории.

d (ai, bj) = (ai1-bj1) 2+ (ai2-bj2) 2+ (ai3-bj3) 2. (A7) ai = (ai1, ai2, ai3), bj = (bj1, bj2, bj3). (A8)

Значение, полученное путем деления рассчитанного расстояния DTW на количество элементов траектории деформации, рассматривалось как несходство между двумя траекториями, чтобы исключить влияние количества элементов в данных траектории.

А.2. DBA

DBA – это метод вычисления среднего временного ряда данных нескольких временных рядов. Пример использования алгоритма для вычисления среднего трех временных рядов ( A = { a ₁ , a ₂ , ⋯, a _I }, B = { b ₁ , b ₂ , ⋯, b _J } и C = { c ₁ , c ₂ , ⋯, c _K }) представлена ​​ниже.

Шаг 1: Рассмотрим данные произвольного временного ряда как предварительные данные среднего временного ряда M = { m ₁ , m ₂ , ⋯, m _H }.

Шаг 2: Путь деформации средних данных временного ряда и данных каждого временного ряда вычисляется с использованием метода DTW.

Шаг 3: Каждая точка в среднем временном ряду обновляется до среднего значения точек в каждом временном ряду, коррелированном путем деформации.

Например, м _h обновляется путем изменения пути деформации с использованием следующего выражения относительно точек данных a _i , b _j и c _k , связанный с точкой данных m _h .

mh = ai + bj + ck3. (A9)

Шаг 4: Шаги 2 и 3 повторяются до тех пор, пока средний временной ряд не сойдется.

Персональный симулятор гидравлического экскаватора

| Tech-Labs

Версия 2.5 отмеченного наградами продукта Simlog вносит значительные улучшения в 3D-моделирование, моделирование физики, графики и модули моделирования, чтобы обеспечить еще большую помощь в обучении операторов!

Вы можете использовать свой собственный ПК или выбрать удобный комплект нашего ПК с уже установленным, лицензированным и готовым к работе программным обеспечением Simlog на английском, французском, испанском или португальском языках.

Теперь используйте три дисплея для создания поля обзора 180 градусов.(Вы все равно можете использовать только один дисплей, если место ограничено.)

И уникально для Simlog, все, что вам нужно, – это один стандартный ПК!

Основные характеристики

• Высокореалистичная имитационная графика и физика с имитацией грязи и валунов
• 12 модулей моделирования возрастающей сложности
• 35 показателей эффективности для всесторонней оценки смоделированной работы
• 5 Процедура и критические ошибки для обнаружения неправильных и небезопасных действий оператора
• Множество видов средств управления симулятора, готовых к USB, и варианты монтажа
• Поддержка нескольких дисплеев
• Параметры конфигурации для шаблонов джойстика SAE и ISO
• Возможность замедления или ускорения функций управления
• Точки обзора изнутри и снаружи кабины, которые можно изменить во время моделирования
• HD Обучающее видео для каждого модуля моделирования
• Электронная книга Обучающий компаньон

Реплика

Органы управления Кресло оператора Описание программного обеспечения

Описание программного обеспечения

Программное обеспечение для моделирования позволяет вам управлять современным гидравлическим экскаватором, работающим на типичной строительной площадке с имитацией грязи и больших валунов, во взаимодействии с самосвалом с шарнирно-сочлененной рамой.Доступны шаблоны джойстиков SAE и экскаватора-погрузчика, а изменить точку обзора во время моделирования легко с помощью кнопок джойстика, функциональных клавиш клавиатуры и элементов управления мышью.

Программное обеспечение

Simlog для моделирования бульдозеров можно настроить для моделирования поведения самых разных бульдозеров. Например, вы можете использовать отдельные педали для замедлителя и тормоза или только одну педаль, которая объединяет обе функции, чтобы воспроизвести различное расположение педалей, характерное для настоящих бульдозеров.Вы также можете активировать (или отключить) «встречное вращение», чтобы при крутом повороте две гусеницы гусеницы поворачивались в противоположных направлениях, поскольку такой вид управления типичен для некоторых, но не для всех бульдозеров. Вы даже можете установить функции лезвия быстрее или медленнее!

Модули моделирования

Версия 2.5 включает двенадцать «Модулей моделирования», а именно:

• Ознакомление с органами управления
• Позиционирование экскаватора
• Raking the Green, для координации движений стрелы, рукояти и ковша
• Над Луной, добавляет скоординированное движение качелей
• Скалолазание / спуск по скамье
• Траншейный переход с «домкратом»
• Однопроходная выемка и отвал
• Рытье траншей
• Траншея и груз
• Скамья погрузка с установкой грузовика
• Скамья погрузка с обнаружением грузовиков – валуны
• Здание рампы

Ключевые показатели эффективности

Для каждого модуля моделирования ключ Показатели эффективности измеряют, насколько быстро и насколько тщательно выполняется моделируемая работа, включая время выполнения, точность погрузки самосвала, максимальный угол наклона, когда экскаватор поднимается / спускается по уступам, а также количество «толчков». этот звук, когда ведро слишком открыто или закрыто.Таким образом, обратная связь является диагностической, а не просто сводной оценкой «прошел / не прошел».

Ряд неправильных рабочих условий вызовет «Процедурные ошибки» , например, движение «за пределы допустимой границы». Наконец, особое внимание уделяется условиям, связанным с безопасностью: состояние опрокидывания вилочного погрузчика или падение груза с поддона или полки вызывает «Неустранимые ошибки» , и моделирование немедленно останавливается.

Менеджер моделирования

Результаты моделирования сохраняются автоматически, поэтому обучаемые могут развиваться в своем собственном темпе без надзора со стороны тренера.Чтобы упростить ведение записей, Simlog предлагает продукт базы данных под названием Simulation Manager, и ту же базу данных можно использовать со всеми нашими персональными симуляторами.

Низкая совокупная стоимость владения и быстрая окупаемость инвестиций

Реальная доступность – вот как Simlog устанавливает стандарт экономичного моделирования. Дело в том, что обучение на нашем персональном симуляторе – это лишь часть стоимости обучения на реальном гидравлическом экскаваторе, особенно с учетом того, что даже небольшие аварии из-за неопытности оператора могут означать тысячи долларов на замену запчастей и время простоя.А покупка лицензии на программное обеспечение для моделирования – это единовременная плата, чтобы снизить общую стоимость владения, без каких-либо ограничений на количество людей, которых вы можете обучить.

Лицензия на программное обеспечение, единовременная плата, окупится, если вы обучите всего несколько новых операторов. Как? Примите во внимание растущие затраты на использование настоящего гидравлического экскаватора с квалифицированным инструктором, повреждения и простои, которые могут вызвать неопытность, и, наконец, риск возможных травм.Вот почему имеет смысл подготовить новых операторов с помощью Simlog.

Кресло оператора персонального тренажера гидравлического экскаватора

Кресло оператора

Simlog с промышленными средствами управления – это экономичный способ обучения операторов экскаваторов с помощью нашего программного обеспечения для моделирования гидравлических экскаваторов в безопасной и реалистичной среде. Он также предлагает превосходные возможности моделирования благодаря аутентичному сиденью оператора с консолями для левой и правой руки, установленному на промышленной платформе с роликами для облегчения переноски.

Кресло оператора сконфигурировано с многоцелевыми репликами Simlog. Педальный блок Replica Controls от Simlog завершает конфигурацию с тем же действием, что и педали настоящих гидравлических экскаваторов. Если у вас уже есть кресло оператора Simlog, которое вы используете с каким-либо другим персональным симулятором, вы можете перенастроить это кресло оператора, купив дополнительные элементы. Чтобы узнать больше, свяжитесь с Simlog.

Основные характеристики

• Аутентичное промышленное сиденье оператора с подголовником, пневматической подвеской и ремнем безопасности
• Регулируемое положение сиденья (вперед / назад, три вертикальных положения)
• Подлокотники регулируемые (по высоте и углу наклона)
• Встроенные консоли для левого и правого джойстика
• Универсальные реплики управления и педали экскаватора с USB-разъемом
• Стальная платформа с усиленными роликами для удобства переноски

Возможные настройки

Существует три возможных варианта размещения: один с одним дисплеем спереди, один с тремя дисплеями и третий с тремя дисплеями в портретном режиме.

Характеристики кресла оператора

• Габаритные размеры: 60 дюймов x 34 дюйма x 47 дюймов
• Вес: 330 фунтов.
• Транспортные размеры: 67 x 43 x 44 дюйма
• Вес в упаковке: приблизительно 550 фунтов. Один блок на салазках, не штабелируемый.
• 120 В переменного тока / 60 Гц, 220-240 В переменного тока / 50 Гц

Система вибрации

Vibration повышает реализм наших персональных симуляторов, добавляя физическую (тактильную) обратную связь к аудио и визуальным сигналам, делая процесс более «захватывающим» при небольших дополнительных затратах, особенно по сравнению с подвижной платформой.

Вибрация, которую вы чувствуете, генерируется аудиосистемой программного обеспечения для моделирования по мере того, как что-то происходит. Работа двигателя на холостом ходу, столкновения с препятствиями, копание виртуальной местности и т. Д. – все это можно увидеть, услышать и испытать! Добавление вибрации улучшает реалистичность симуляции и делает обучение на симуляторе более увлекательным, побуждая обучаемых быть более серьезными и учиться более внимательно.

Для наших кресел оператора Simlog предлагает систему вибрации, которая включает в себя «Набор для моделирования ButtKicker» плюс специальное крепление для кресла оператора.«ButtKicker» – это низкочастотный преобразователь звука, оснащенный собственным усилителем и регулятором «громкости» для изменения «силы» вибрации, создаваемой звуками программного обеспечения для моделирования.

Если вы являетесь клиентом Simlog, вы можете повторно использовать элементы управления симулятора, которые у вас уже есть, и просто приобрести новую лицензию на программное обеспечение для моделирования вилочного погрузчика.

Реплика управления персонального симулятора гидравлического экскаватора

Копия управления

Simlog для персонального симулятора гидравлического экскаватора включает компоненты промышленной прочности, подходящие как для настольного монтажа, так и для нового кресла оператора Simlog.Модель джойстика универсальна, и ее также можно использовать со многими персональными симуляторами. (Также доступны реплики управления, оснащенные настоящими ручками управления гидравлическим экскаватором.) Настольные монтажные кронштейны опускают джойстики по бокам обычного кресла, чтобы лучше имитировать расположение реальных органов управления в кабине реального тяжелого оборудования.

Simlog также разработала USB-совместимый педальный блок Replica Controls Pedal Unit с такой же формой и опусканием носком / пяткой вниз, как у настоящих педалей гидравлических экскаваторов.Наличие этих педалей повысит общую эффективность вашей программы обучения операторов экскаваторов и снизит ваши затраты на обучение, помогая стажерам овладеть координацией рук и ног, необходимой для управления настоящими гидравлическими экскаваторами. (Если вы решите не иметь педалей, только джойстики можно использовать в качестве рычагов хода.)

Возможные установки

Существует три возможных варианта размещения: один с одним дисплеем спереди, который крепится на стене, второй с тремя дисплеями в альбомном режиме и третий с тремя дисплеями в портретном режиме.

Дорожные чемоданы на заказ для реплик управления

Индивидуальный дорожный футляр Simlog упрощает транспортировку любых настроек.

Основные характеристики

• По индивидуальному заказу, со специальными прорезями для рычагов, джойстиков, педалей, рулевого колеса и монтажных кронштейнов на столе
• Место для ноутбука, кабелей и документации
• Выдвижная ручка с несколькими положениями
• Колеса (ролики)
• Ящики можно штабелировать, что упрощает транспортировку.

Технические характеристики

• Габаритные размеры: 30 ″ x 24 ″ x 19 ″
• Приблизительный вес: 50 фунтов. в пустом состоянии до 100 фунтов. при заполнении (в зависимости от элементов управления репликой)

Дополнительная информация

A 3D-симулятор гидравлического экскаватора на основе физики | WINVR

Приведение в действие гидравлических экскаваторов – сложная и не интуитивно понятная задача, требующая длительного и дорогостоящего обучения, поскольку квалификация оператора оказывает значительное влияние на производительность и безопасность.Обучение на основе моделирования в сочетании с виртуальной реальностью становится конкурентоспособной альтернативой традиционному обучению для снижения затрат и рисков при обучении операторов экскаваторов. Было разработано несколько тренажеров для обучения работе с экскаваторами, но ни в одном из них нет динамической модели машины, достаточно полной, чтобы моделировать все маневры, выполняемые в повседневной работе настоящих экскаваторов. Авторы применили методы моделирования в реальном времени из динамики многотельных систем для разработки полного трехмерного симулятора экскаватора на основе физики, состоящего из 14 твердых тел с 17 степенями свободы.Механизм моделирования включает в себя настраиваемый алгоритм обнаружения столкновений и подробные модели силового и контактного усилия в шинах. Также моделируются выемка грунта и погрузка и разгрузка ковша. Результирующая модель обеспечивает реалистичное поведение в реальном времени и может имитировать типичные события в реальных экскаваторах: скольжение на склонах, стабилизация машины отвалом или выносными опорами, использование руки для поддержки или толчка, чтобы избежать препятствий и т. Д. полу-иммерсивный интерфейс виртуальной реальности, имитирующий кабину экскаватора.Пульт оператора имитирует большинство органов управления реальной кабины машины с использованием недорогих стандартных USB-устройств ввода: рулевое колесо, 2 джойстика со стандартными функциями экскаватора и 2 педали. Тактильный экран имитирует цифровую панель управления экскаватором, что позволяет оператору управлять различными настройками машины. Полусферический купол с твердой оболочкой диаметром 2 м используется для проецирования субъективного обзора с места оператора. Полученный симулятор, который может работать на стандартном ПК благодаря своей высокой вычислительной эффективности, может воспроизводить практически все маневры, выполняемые настоящими экскаваторами.

Выкопайте это: Я управлял гигантским экскаватором с расстояния 2500 км

Редактор CNET Роджер Ченг, управляющий экскаватором в Швеции, на конференции в Барселоне. Сара Тью / CNET

БАРСЕЛОНА – Благодаря Эрикссон я могу вычеркнуть работающую тяжелую технику из своего списка дел.

Нет, у производителя телекоммуникационного оборудования не было массивного экскаватора на стенде на выставке Mobile World Congress здесь. Но у него была следующая лучшая вещь: гарнитура виртуальной реальности Oculus Rift и сиденье оператора с элементами управления тяжелой техникой. Я надел шлем, и меня мгновенно перенесли на 2500 километров, или 1550 миль, в кабину экскаватора, сидящего на холме земли в Эскильстуне, Швеция.

Это не имитация. Эрикссон подключил сиденье и гарнитуру Oculus к настоящему экскаватору Volvo в Швеции, используя беспроводную сеть 4G для видеосвязи в реальном времени.Когда я подтолкнул правую ручку управления вперед, гигантская рука поднялась. Это было немного странно – и мне это нравилось.

Экскаватор был одной из ярких демонстраций, которые Эрикссон продемонстрировал на своем традиционно массивном стенде, что послужило иллюстрацией мощи сотовых сетей и ее видения более взаимосвязанного мира. Это также напоминание о том, что беспроводные сети могут не только обеспечивать питание наших смартфонов.

Эрикссон придумал эту идею в начале 2011 года после аварии на АЭС «Фукусима-дайити» в Японии.По словам Кристиана Норлина, главного исследователя компании, после наблюдения за тем, как добровольцы рискуют своей жизнью, управляя тяжелой техникой в ​​зоне радиации, исследователи начали думать о том, как дистанционно управлять оборудованием.

Эрикссон совместно с Volvo создал экскаватор с полностью дистанционным управлением. Сара Тью / CNET

«Должен быть способ получше», – сказал он.

Эрикссон поговорил с коллегой из шведской компании Volvo, которая заинтересовалась этой идеей.Производитель автомобилей столкнулся с собственной проблемой: нехваткой молодых рабочих, готовых путешествовать по миру для работы с тяжелой техникой на обширной строительной площадке. Volvo понравилась идея удаленного управления оборудованием, и они начали работать с Ericsson.

Год назад компания начала с игрушечного экскаватора, но в этом году привезла два настоящих экскаватора – один в Швеции, а другой за пределами залов Mobile World Congress.

Что касается виртуальной реальности, Oculus Rift занял видное место среди новой волны устройств, разработанных, чтобы предоставить пользователям полностью иммерсивный опыт – наденьте гарнитуру VR, и смоделированная 3D-панорама может поместить вас на тропический пляж, даже если снег падает за окном, или погрузите вас в действие перестрелки в видеоигре.Как стартап, Oculus начал свои усилия в области виртуальной реальности несколько лет назад и, теперь принадлежащий Facebook, работает с Samsung над устройством виртуальной реальности Gear VR, которое компании планируют выпустить потребителям к концу 2015 года.

Примерно в прошлом году сфера деятельности значительно расширилась, в нее вошли технологические гиганты, в том числе Sony и Microsoft, а также производители смартфонов, такие как HTC, и производители игр, такие как Valve. Виртуальная реальность была главной темой конференции разработчиков игр на этой неделе в Сан-Франциско, в океане и на континенте от того места, где я сидел.

Тем не менее, остается вопрос, сможет ли виртуальная реальность превратиться в массовую технологию для повседневного использования или же займется кое-какими нишами, например, в промышленных приложениях.

Дистанционное управление буровой установкой

Я провел время на сиденье оператора на экскаваторе Eskilstuna, 6-тонной концептуальной модели Volvo EC55. Привязав устройство Oculus Rift, я повернул голову и посмотрел вверх и вниз, осматривая насыпь земли и пустой участок земли вокруг меня.Впереди меня было большое ведро экскаватора. Шум двигателя доносился до моих ушей через стереогарнитуры с объемным звуком.

Стандартный экскаватор Volvo EC55C в действии. Концептуальную версию пришлось оснастить дистанционным управлением. Вольво

Сиденье оператора оснащено двумя ручками управления – по одному для каждой руки – и ножными педалями. Учитывая мое незнание тяжелой техники, Норлин действовал в качестве моего проводника, направляя мои руки, чтобы правильно управлять стрелой экскаватора и поворачивать кабину и стрелу.Легким движением левой руки я повернул кабину на несколько градусов вправо. Правой рукой я опустил стрелу экскаватора и зачерпнул немного земли. Я поднял руку, повернулся обратно в исходное положение и позволил упасть грязи.

Опыт был недолгим, но оставил сильное впечатление. Я не мог перестать думать о том, что все, что я контролировал, на самом деле происходило на полпути через Европу.

Я спросил, мог ли я действительно нанести какой-то ущерб, и Норлин заверил меня, что экскаватор был установлен вдали от других людей или зданий.Тогда я спросил о ножных педалях и о том, как покататься на машине. Норлин вежливо отклонил мою просьбу – что-то вроде ответственности.

По общему признанию, видеопоток был немного размытым, иногда с трудом догоняя его, когда я поворачивал голову. Это был видеопоток в реальном времени, который захватил все вокруг меня. Также была небольшая задержка между нажатием кнопки управления и откликом экскаватора.

Норлин сказал, что видеопоток и дистанционное управление доводят сетевое оборудование до предела, и что полностью отполированная версия этой установки, вероятно, не будет работать, пока сотовые сети не перейдут на беспроводную технологию следующего поколения, известную как 5G, который принесет еще более высокие скорости, когда он появится в 2020 году.

«Мы понимаем, что мы можем сделать с 5G», – сказал он.

Когда я встал с сиденья оператора, я не мог не задаться вопросом, обо всем остальном, что мы сможем сделать с 5G. Это и самый краткий обзор второй карьеры оператора тяжелых станков.

Моделирование и имитация гидравлического экскаватора на основе виртуального прототипа

[1] Zenggang Li.Подробная запись ADAMS и примеры [M]. Пекин: Национальная пресса оборонной промышленности, (2010).

[2] Лицзюань Чжао, Сяона Сунь, Дяньлун Чжан.Анализ усталости ковша проходческого комбайна на основе метода конечных элементов [J]. Машиностроение и исследования. 2012, 28 (5): 120 ~ 126.

[3] Muyi Lin.Одноковшовый экскаватор [M]. Пресса металлургической промышленности, (2011).

[4] Учэн Ян. Исследование элементов работы гидравлического экскаватора на основе технологии виртуального прототипа [D].Сианьский университет греха и технологий, (2006).

[5] Хунсюнь Ли, Хуэй Лю, Гэнцзи Сюй.