RU2468142C1 - Plant to determine characteristics of profile of deformed support surfaces - Google Patents

Plant to determine characteristics of profile of deformed support surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2468142C1
RU2468142C1 RU2011113031/03A RU2011113031A RU2468142C1 RU 2468142 C1 RU2468142 C1 RU 2468142C1 RU 2011113031/03 A RU2011113031/03 A RU 2011113031/03A RU 2011113031 A RU2011113031 A RU 2011113031A RU 2468142 C1 RU2468142 C1 RU 2468142C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheels
profile
frame
surface profile
longitudinal
Prior art date
Application number
RU2011113031/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011113031A (en
Inventor
Александр Сергеевич Павлюк
Сергей Владимирович Сафронов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2011113031/03A priority Critical patent/RU2468142C1/en
Publication of RU2011113031A publication Critical patent/RU2011113031A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2468142C1 publication Critical patent/RU2468142C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: plant to determine characteristics of a profile of deformed support surfaces relates to the field of research of geometric characteristics of profile irregularities of deformed support surfaces, preferably soils under natural conditions that vary their dimensions when interacting with propulsive agents of wheeled mobile machines. One of ends of each of longitudinal levers is hingedly fixed to a transverse frame equipped with support wheels. On free ends of longitudinal levers there are accessories installed in the form of wheels for supporting motion complying with the surface profile. Longitudinal levers are hingedly fixed to the frame at distances from each other corresponding to a transverse pitch of surface profile measurement. At the ends of the transverse frame there are measurement accessories arranged in the form of receivers of a global navigation system. Wheels of accessories to provide for motion complying with the surface profile are arranged as detachable and capable of displacement. On longitudinal levers above detachable wheels there are elements of fixation and replaceable weights to create a normal load at detachable wheels. A transverse frame is additionally equipped with sensors of a turn angle for each longitudinal lever relative to it.
EFFECT: considerably higher accuracy of measurement of support surface profile characteristics, reduced labour intensiveness of manufacturing and operation of a device.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области исследования геометрических характеристик неровностей профиля деформируемых опорных поверхностей, преимущественно грунтов, в природных условиях, изменяющих свои размеры при взаимодействии с движителями колесных мобильных машин.The invention relates to the field of studying the geometric characteristics of profile irregularities of deformable supporting surfaces, mainly soils, in natural conditions, changing their sizes when interacting with movers of wheeled mobile machines.

Форма неровностей профиля опорных поверхностей, по которым происходит движение колесных мобильных машин, оказывает существенное влияние на рабочие скорости, плавность хода, качество выполняемых технологических операций. Для твердых опорных поверхностей, например покрытий автомобильных дорог, размеры неровностей оцениваются путем непосредственных измерений при помощи нивелиров, измерительных реек, лазерных дальномеров и т.п.The shape of the irregularities in the profile of the supporting surfaces along which the wheeled mobile machines move has a significant effect on operating speeds, ride, and the quality of the process operations. For solid bearing surfaces, such as road surfaces, the size of the bumps is estimated by direct measurements using levels, measuring rails, laser rangefinders, etc.

В случае деформируемых опорных поверхностей, например сельскохозяйственных полей, карьеров, прохождение движителей изменяет профиль опорных поверхностей, и воздействие на машину оказывает уже измененный профиль. Поэтому для правильной оценки профиля необходимо учитывать именно измененный профиль.In the case of deformable bearing surfaces, for example, agricultural fields, quarries, the passage of movers changes the profile of the bearing surfaces, and an already changed profile affects the machine. Therefore, for the correct assessment of the profile, it is necessary to take into account the changed profile.

Известно устройство для задавливания зонда и снятия профилограмм поверхностей, содержащее раму с опорными колесами, направляющую, по крайней мере одну, установленную на осях, расположенных на опорных колесах на одинаковых расстояниях от осей опорных колес с возможностью колебательных движений в вертикальной плоскости, датчик отклонения рамы от вертикали, установленный на раме, подпружиненный ползун для установки зонда, размещенный на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее, и приспособление для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей, выполненное в виде подпружиненной к ползуну шайбы, периодически контактирующей с определенным участком опорной поверхности и взаимодействующей с датчиком начала перемещения зонда, установленным на ползуне (см. патент RU 2110638, МПК6 Е01С 23/07, Е02D 1/00).A device for crushing the probe and removing profilograms of surfaces is known, comprising a frame with support wheels, a guide at least one mounted on axes located on the support wheels at equal distances from the axles of the support wheels with the possibility of oscillatory movements in the vertical plane, the frame deviation sensor from vertical mounted on the frame, a spring-loaded slider for installing the probe, placed on the rail with the ability to move along it, and a device for determining the characteristics of ofil of deformable supporting surfaces, made in the form of a washer spring-loaded to the slider, periodically in contact with a certain portion of the supporting surface and interacting with the probe of the beginning of movement of the probe mounted on the slider (see patent RU 2110638, IPC 6 Е01С 23/07, Е02D 1/00) .

Однако точность измерений, осуществляемых посредством описанного устройства, является недостаточной, во-первых, вследствие дискретного характера замеров, и, во-вторых, вследствие существенного отличия взаимодействия подпружиненной шайбы с деформируемой опорной поверхностью от взаимодействия реального движителя колесной мобильной машины с такой поверхностью.However, the accuracy of the measurements made by the described device is insufficient, firstly, due to the discrete nature of the measurements, and, secondly, due to the significant difference between the interaction of the spring washer with the deformable supporting surface from the interaction of the real mover of a wheeled mobile machine with such a surface.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для снятия профилограмм поверхностей, содержащее треугольную раму с опорными колесами, продольные рычаги, один из концов каждого из которых шарнирно прикреплен к раме, выполненные в виде колес приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, размещенные на свободных концах продольных рычагов, и измерительные приспособления, выполненные в виде приемников глобальной навигационной системы. Рычаги шарнирно прикреплены к раме на расстояниях друг от друга, соответствующих поперечному шагу измерения профиля поверхности. Колеса приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, установлены стационарно без возможности замены. Измерительные приспособления установлены на продольных рычагах над осями приспособлений для обеспечения движения. Количество измерительных приспособлений соответствует числу продольных рычагов (см. свидетельство на полезную модель RU 28700, МПК 7 Е01С 23/07, G01С 7/04).Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result (prototype) is a device for removing profilograms of surfaces, containing a triangular frame with support wheels, longitudinal arms, one of the ends of each of which is pivotally attached to the frame, made in the form of wheels of a device for providing movement corresponding to the surface profile, placed at the free ends of the longitudinal levers, and measuring devices made in the form of global navigation receivers th system. The levers are pivotally attached to the frame at distances from each other, corresponding to the transverse step of measuring the surface profile. The wheels of the devices for providing movement corresponding to the surface profile are installed stationary without the possibility of replacement. Measuring devices are mounted on the longitudinal arms above the axes of the devices to ensure movement. The number of measuring devices corresponds to the number of trailing arms (see certificate for utility model RU 28700, IPC 7 ЕСС 23/07, G01С 7/04).

Однако описанное устройство не обеспечивает достаточную точность измерения характеристик профиля из-за того, что деформация опорной поверхности при перемещении приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, не полностью соответствует деформации при перемещении движителя колесной мобильной машины, достаточно трудоемко в изготовлении и эксплуатации из-за необходимости установки приемника глобальной навигационной системы для каждого измерительного приспособления по каждому профилю поверхности.However, the described device does not provide sufficient accuracy for measuring the profile characteristics due to the fact that the deformation of the supporting surface when moving the device to provide movement corresponding to the surface profile does not fully correspond to the deformation when moving the mover of a wheeled mobile machine, it is quite difficult to manufacture and operate due to the need to install a global navigation system receiver for each measuring device for each surface profile.

В основе изобретения лежит задача повышения точности измерения характеристик профиля опорной поверхности, уменьшения трудоемкости изготовления и эксплуатации устройства.The basis of the invention is the task of increasing the accuracy of measuring the characteristics of the profile of the supporting surface, reducing the complexity of manufacturing and operating the device.

Поставленная задача решается тем, что в установке для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей, содержащей раму с опорными колесами, продольные рычаги, один из концов каждого из которых шарнирно прикреплен к раме, выполненные в виде колес приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, установленные на свободных концах упомянутых рычагов, и измерительные приспособления, выполненные в виде приемников глобальной навигационной системы, причем продольные рычаги шарнирно прикреплены к раме на расстояниях друг от друга, соответствующих поперечному шагу измерения профиля поверхности, согласно изобретению колеса приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, выполнены съемными с возможностью замены, установка снабжена установленными на продольных рычагах элементами крепления и сменными грузами для создания нормальной нагрузки на съемные колеса. При этом приемники глобальной навигационной системы расположены по концам поперечной рамы, дополнительно снабженной датчиками угла поворота каждого продольного рычага относительно нее.The problem is solved in that in the installation for determining the profile characteristics of deformable bearing surfaces, comprising a frame with support wheels, longitudinal arms, one of the ends of each of which is pivotally attached to the frame, made in the form of wheels of a device for providing movement corresponding to the surface profile, installed at the free ends of the said levers, and measuring devices made in the form of receivers of the global navigation system, the longitudinal arms being articulated the foils to the frame at distances from each other, corresponding to the transverse step of measuring the surface profile, according to the invention, the wheels of the devices for providing movement corresponding to the surface profile are removable with the possibility of replacement, the installation is equipped with fastening elements mounted on the longitudinal arms and removable weights to create a normal load on removable wheels. In this case, the receivers of the global navigation system are located at the ends of the transverse frame, additionally equipped with angle sensors of each longitudinal arm relative to it.

Благодаря выполнению колес приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, съемными с возможностью замены и нагружения этих колес сменными грузами создаются условия деформации опорной поверхности, эквивалентные условиям при эксплуатации колесной мобильной машины, что повышает точность измерения характеристик профиля деформируемой опорной поверхности.Due to the implementation of the wheels of the devices for providing movement corresponding to the surface profile, removable with the possibility of replacing and loading these wheels with replaceable weights, the deformation conditions of the supporting surface are created, which are equivalent to the conditions when operating a wheeled mobile machine, which increases the accuracy of measuring the profile characteristics of the deformable supporting surface.

Применение именно двух приемников глобальной навигационной системы, расположенных по концам поперечной рамы, и введение датчиков углов поворота каждого продольного рычага относительно поперечной рамы позволяет упростить конструкцию установки и уменьшить количество приемников, что снижает трудоемкость изготовления и эксплуатации установки в целом.The use of precisely two receivers of the global navigation system located at the ends of the transverse frame, and the introduction of angle sensors for each longitudinal arm relative to the transverse frame, simplify the design of the installation and reduce the number of receivers, which reduces the complexity of manufacturing and operating the installation as a whole.

Предлагаемая установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлен ее общий вид, на фиг.2 - вид сбоку.The proposed installation for determining the profile characteristics of deformable supporting surfaces is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows its general view, Fig. 2 is a side view.

Кроме того, на чертеже изображено следующее: S - поперечный шаг измерения профиля поверхности; α - угол поворота продольного рычага относительно поперечной рамы.In addition, the drawing shows the following: S is the transverse step of measuring the surface profile; α is the angle of rotation of the longitudinal arm relative to the transverse frame.

Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей содержит поперечную раму 1, снабженную опорными колесами 2 и дышлом 3 для буксирования. По концам поперечной рамы 1 над каждым опорным колесом 2 установлены измерительные приспособления, выполненные в виде двух приемников 4 глобальной навигационной системы. На поперечной раме 1 с поперечным шагом S измерения профиля поверхности в продольно-вертикальной плоскости укреплены продольные рычаги 5 на шарнирах 6, причем каждый продольный рычаг 6 прикреплен к раме 1 шарнирно одним из своих концов. На поперечной раме 1 установлены датчики 7 угла поворота каждого продольного рычага относительно рамы, измеряющие углы α поворота каждого продольного рычага 5 относительно поперечной рамы 1 в продольно-вертикальной плоскости.Installation for determining the profile characteristics of deformable supporting surfaces contains a transverse frame 1, equipped with support wheels 2 and drawbar 3 for towing. At the ends of the transverse frame 1 above each support wheel 2 there are measuring devices made in the form of two receivers 4 of the global navigation system. On the transverse frame 1 with a transverse step S of measuring the surface profile in a longitudinally vertical plane, the longitudinal arms 5 are mounted on hinges 6, each longitudinal arm 6 being pivotally attached to the frame 1 with one of its ends. On the transverse frame 1 there are installed sensors 7 of the angle of rotation of each longitudinal arm relative to the frame, measuring angles α of rotation of each longitudinal arm 5 relative to the transverse frame 1 in the longitudinally vertical plane.

На свободных концах рычагов 5 установлены оси 8 с возможностью установки на них приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, выполненных в виде имеющих возможность замены съемных колес 9, свободно вращающихся в продольно-вертикальной плоскости. При небольшом угле α его величина пропорциональна вертикальному перемещению съемного колеса 9 при прохождении неровности опорной поверхности.At the free ends of the levers 5, axles 8 are installed with the possibility of installing devices on them to ensure movement corresponding to the surface profile, made in the form of removable wheels 9 that can be replaced, freely rotating in a longitudinally vertical plane. With a small angle α, its value is proportional to the vertical movement of the removable wheel 9 when passing roughness of the supporting surface.

Кроме того, на свободных концах рычагов 5 над съемными колесами 9 установлены элементы крепления, выполненные в виде кронштейнов 10, для фиксации на них сменных грузов 11, создающих рабочую нормальную нагрузку на сменные колеса 9.In addition, on the free ends of the levers 5 above the removable wheels 9 are mounted fasteners made in the form of brackets 10 for fixing removable weights 11 on them, creating a normal working load on the removable wheels 9.

Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей работает следующим образом. Вначале на оси 8 устанавливаются съемные колеса 9 по конструкции и размерам, соответствующим колесам той мобильной машины, которая будет эксплуатироваться на обследуемой опорной поверхности. Затем на кронштейнах 10 размещаются сменные грузы 11 по весу, соответствующие весу, приходящемуся на каждое колесо реальной машины. Затем производится буксировка установки тягачом (на чертеже не показан) при помощи дышла 3. Во время движения при помощи двух приемников 4 глобальной навигационной системы определяются три текущие координаты в пространстве каждой из двух характерных точек поперечной рамы 1, например крайних точек поперечной рамы 1 на уровне торцов опорных колес 2. Одновременно датчиками 7 записываются значения углов α поворота каждого продольного рычага относительно рамы.Installation for determining the profile characteristics of deformable supporting surfaces works as follows. First, removable wheels 9 are mounted on the axis 8 in terms of design and size corresponding to the wheels of the mobile machine that will be operated on the surveyed supporting surface. Then on the brackets 10 are placed interchangeable weights 11 by weight, corresponding to the weight attributable to each wheel of a real machine. Then the towing is carried out by the tractor (not shown in the drawing) using the drawbar 3. During movement using two receivers 4 of the global navigation system, three current coordinates are determined in the space of each of the two characteristic points of the transverse frame 1, for example, the extreme points of the transverse frame 1 at the level the ends of the support wheels 2. At the same time, the sensors 7 record the values of the angles α of rotation of each longitudinal arm relative to the frame.

В результате измерений могут быть определены следующие параметры профиля опорной поверхности:As a result of measurements, the following parameters of the profile of the supporting surface can be determined:

- форма макропрофиля опорной поверхности с учетом поперечного уклона - по траекториям движения характерных точек поперечной рамы 1, определенных приемниками 4 глобальной навигационной системы; поскольку макропрофиль характеризуется неровностями с волнами большой длины, то степень деформации опорной поверхности большого влияния на форму макропрофиля не оказывает;- the shape of the macro profile of the bearing surface, taking into account the transverse slope - along the motion paths of the characteristic points of the transverse frame 1 defined by the receivers 4 of the global navigation system; since the macro profile is characterized by irregularities with long wavelengths, the degree of deformation of the supporting surface does not greatly affect the shape of the macro profile;

- форма микропрофиля опорной поверхности - по величинам угла поворота α каждого продольного рычага 5 относительно поперечной рамы 1; при этом обеспечивается требуемая точность за счет выбора соответствующей величины поперечного шага S измерения профиля поверхности и поскольку учитывается деформация опорной поверхности колесами с реальными размерами, конструкцией и нагрузкой.- the shape of the microprofile of the supporting surface - according to the values of the angle of rotation α of each longitudinal arm 5 relative to the transverse frame 1; this ensures the required accuracy by choosing the appropriate value of the transverse step S of measuring the surface profile, and since the deformation of the supporting surface by the wheels with real dimensions, construction and load is taken into account.

Claims (1)

Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей, содержащая раму с опорными колесами, продольные рычаги, один из концов каждого из которых шарнирно прикреплен к раме, выполненные в виде колес приспособления для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, установленные на свободных концах упомянутых рычагов, и измерительные приспособления, выполненные в виде приемников глобальной навигационной системы, причем продольные рычаги шарнирно прикреплены к раме на расстояниях друг от друга, соответствующих поперечному шагу измерения профиля поверхности, отличающаяся тем, что колеса приспособлений для обеспечения движения, соответствующего профилю поверхности, выполнены съемными с возможностью замены, установка снабжена установленными на продольных рычагах элементами крепления и сменными грузами для создания нормальной нагрузки на съемные колеса, при этом приемники глобальной навигационной системы расположены по концам поперечной рамы, дополнительно снабженной датчиками угла поворота каждого продольного рычага относительно нее. Installation for determining the profile characteristics of deformable supporting surfaces, comprising a frame with supporting wheels, longitudinal levers, one of the ends of each of which is pivotally attached to the frame, made in the form of wheels of a device for providing movement corresponding to the surface profile, mounted on the free ends of the said levers, and measuring devices made in the form of receivers of the global navigation system, the longitudinal arms being pivotally attached to the frame at distances from each other a, corresponding to the transverse step of measuring the surface profile, characterized in that the wheels of the devices for providing movement corresponding to the surface profile are removable with the possibility of replacement, the installation is equipped with fastening elements mounted on the longitudinal arms and replaceable weights to create a normal load on the removable wheels, global navigation system receivers are located at the ends of the transverse frame, additionally equipped with angle sensors for each trailing arm from regarding her.
RU2011113031/03A 2011-04-05 2011-04-05 Plant to determine characteristics of profile of deformed support surfaces RU2468142C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113031/03A RU2468142C1 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Plant to determine characteristics of profile of deformed support surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113031/03A RU2468142C1 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Plant to determine characteristics of profile of deformed support surfaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011113031A RU2011113031A (en) 2012-10-10
RU2468142C1 true RU2468142C1 (en) 2012-11-27

Family

ID=47079236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011113031/03A RU2468142C1 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Plant to determine characteristics of profile of deformed support surfaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2468142C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1110850A1 (en) * 1983-04-13 1984-08-30 Ростовский инженерно-строительный институт Device for evaluating irregularities of road pavements
DE3739742A1 (en) * 1987-01-05 1988-07-14 Bauakademie Ddr Loading vehicle for measuring deflection on hydraulically bound constructions
WO2007039815A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-12 Mechanical System Dynamics Pty Ltd Measurement of pavement unevenness

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1110850A1 (en) * 1983-04-13 1984-08-30 Ростовский инженерно-строительный институт Device for evaluating irregularities of road pavements
DE3739742A1 (en) * 1987-01-05 1988-07-14 Bauakademie Ddr Loading vehicle for measuring deflection on hydraulically bound constructions
WO2007039815A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-12 Mechanical System Dynamics Pty Ltd Measurement of pavement unevenness

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011113031A (en) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5011328B2 (en) Tire rolling resistance measuring device
CN102890123B (en) Method and apparatus for a railway wheel ultrasonic testing apparatus
US20090166050A1 (en) Method and Device for Measuring Soil Parameters by Means of Compaction Machines
CN104897420B (en) Automobile a quarter simulation electromagnetic suspension, mechanical vibration exciter and its testing stand
CN109406172A (en) A kind of soil bin test device suitable for wheels travel performance test
CN203772250U (en) A multi-rolling wheel large diameter measuring device
CN103547897B (en) For the balancing machine of balancing vehicle wheels
JP5923358B2 (en) Road surface deflection measuring device and measuring method
CN104729943A (en) Tread rubber abrasion test equipment
Rabbani et al. Prediction of the vibration characteristics of half-track tractor considering a three-dimensional dynamic model
KR101416732B1 (en) Test Equipment for Evaluation of Tire Pulling Performance
CN103029720B (en) Rail outline and undulatory wear sensor positioning mechanism for tracking central line of top of steel rail
RU2468142C1 (en) Plant to determine characteristics of profile of deformed support surfaces
JP6652910B2 (en) Orbit test equipment
KR101358890B1 (en) High speed friction tester for rubber block
CN109373876B (en) Road surface flatness detection device
CN114139452A (en) Method for predicting structure performance of ballastless track of high-speed railway and control system
CN116377814A (en) Road bridge flatness detection equipment and detection method
CN201553499U (en) Automatic mesh conveying mechanism for mesh welding machine
CN103278317B (en) Gravity center simulation device and simulation method of car tail cover
NO320237B1 (en) Method and apparatus for painting the load carrying capacity of a platform
CN204556427U (en) A kind of tread rubber wear test equipment
CN205280267U (en) Troughing idler organizes traveling resistance coefficient testing arrangement
CN203995547U (en) A kind of vehicle and hydraulic lift system thereof
CN211402091U (en) Friction coefficient detection device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150406