Системы нивелирования для бульдозеров

При проведении земляных работ бульдозер выполняет функции выемки и перемещения грунта, формирование послойной насыпи из различных материалов, затрачивая при этом достаточно много времени. От качества и точности работы бульдозера зависит объем работы автогрейдера, который производит подрезание поверхности после уплотнения каждого слоя насыпи. Кроме этого, от скорости работы бульдозера зависят общие сроки выполнения строительных работ. Именно поэтому специалисты рекомендуют начинать установку систем нивелирования с бульдозеров. Такой подход к внедрению автоматических систем нивелирования позволит достигать максимально высокой точности всех слоев насыпи, а также в два раза уменьшит время выполнения бульдозерных работ. Еще одним преимуществом использования автоматизированных систем является значительная экономия расходных материалов, которая достигается за счет высокой точности укладки слоев насыпи и соблюдения рекомендуемой толщины каждого слоя. Таким образом, благодаря установке систем автоматического нивелирования на бульдозеры, повышается эффективность выполнения всего комплекса строительных или дорожных работ.

Системы нивелирования TOPCON для бульдозеров

Японская компания TOPCON сформировала качественную универсальную линейку автоматизированных систем нивелирования для бульдозеров, отличающихся эффективностью и конфигурацией. Среди систем, разработанных японской компанией, на данный момент предлагаются следующие виды:

   1. 3D ГНСС одномачтовая, работающая с использованием метода RTK-позиционирования. Принцип работы такой системы состоит в постоянном приеме от спутниковой базовой станции корректирующих поправок положения рабочего органа. Проверка текущего положения ножа производится несколько раз в секунду в режиме реального времени. Рабочее поперечное положение определяется с помощью датчика поперечного уклона, которое сопоставляется с отметкой отвала и сравнивается с координатами, выданными спутниковым приемником. Главным преимуществом системы такого типа является простота конфигурации и, как следствие, доступная стоимость. Для нормальной работы 3D ГНСС достаточно одного бортового приемника, который получает данные об ориентации бульдозера. Работа системы начинается через 2 метра от точки начала движения. 
Перечисленные особенности системы 3D ГНСС обеспечивают ее эффективность при установке на средние и тяжелые машины, которые производят работу на простых поверхностях, не содержащих поворотов малого радиуса или крутых уклонов. Кроме этого, тяжелые машины работают в умеренном темпе, что обеспечивает своевременный анализ текущего положения рабочего органа и регулирование в соответствии с проектными данными.


2. 3D Dual ГНСС, представляющая собой двухмачтовую спутниковую систему нивелирования. Преимуществом установки системы такого типа является тот факт, что от одной базовой станции объекта может работать любое количество строительной техники. При этом качество работы обеспечивается в любое время суток независимо от погодных условий. Конструктивное отличие двухмачтовой системы состоит в использовании дополнительной антенны на краю отвала вместо датчика поперечного уклона. Благодаря наличию дополнительного спутникового приемника двухмачтовая система обеспечивает учет скольжения трактора или движения лагом при ориентации машины. Такой фактор позволяет использовать бульдозеры с системой Dual для работы на сложных участках крутых склонов и виражей. Область использования конфигурации Dual ГНСС – бульдозеры средних размеров с поворотным отвалом, а также другие машины на участках с возможным скольжением. Единственным недостатком двухмачтовой системы, в сравнении с предыдущей конфигурацией, является более высокая стоимость за счет необходимости установки дорогостоящего спутникового приемника.


3. 3D-MC2, представляющая собой наиболее востребованную разработку компании TOPCON для бульдозеров. Главной особенностью системы нивелирования такого типа является установка на отвале вместо датчика уклона специального инерциального сенсора типа MC2, который выполняет функции измерения поперечного уклона, фиксации движения отвала. Движения отвала фиксируются в шести различных направлениях, что обеспечивает бортовой компьютер максимально возможной информацией о поведении рабочего органа. Частота, с которой инерциальный сенсор передает данные на приемник гораздо выше частоты передачи данных датчиком уклона, что обеспечивает существенное преимущество такой системе нивелирования. Используя поток информации от измерительных приборов, установленных на бульдозере, и данные спутника о текущих координатах, бортовой компьютер составляет прогноз положения отвала в каждый следующий момент, за счет чего достигается максимально возможная точность работы рабочего органа, ровность поверхности и высокая скорость работы машины. Системы 3D-MC2 могут эффективно использоваться на легких и средних бульдозерах и качественно работать на объектах любой степени сложности. 3D-MC2 начинает работать в момент начала движения и учитывает при расчетах возможное скольжение машины или движение лагом. Благодаря своим характеристикам, такая система является наиболее востребованной, несмотря на высокую стоимость. 

4. Еще одним видом систем автоматического нивелирования для бульдозеров, предлагаемых компанией TOPCON, является 3D LPS. Такая разработка работает в трехмерной системе координат, но не относится к спутниковым технологиям. Принцип работы LPS заключается в наличии призмы на мачте отвала, положение которой постоянно отслеживается с помощью тахеометра. При этом поперечное положение рабочего органа отслеживается с помощью обычного датчика уклона. Весомым преимуществом такой системы является возможность использования в местах, куда не поступают спутниковые сигналы (например, в закрытом пространстве). При этом точность выполнения работ остается высокой. Еще одним достоинством LPS является доступная стоимость. 
Недостатком систем, основанных на работе тахеометров, является необходимость постоянного обеспечения видимости призмы, что ограничивает дальность передвижения бульдозера, а также может нарушить правильную работу системы при совершении нелинейных перемещений машины. Кроме этого, для реализации каждой отдельной системы LPS необходимо устанавливать отдельный тахеометр, что значительно усложняет всю конструкцию системы.


5. 3D Twin ГНСС, которая имеет два спутниковых приемника, встроенных в корпус контроллера MC-R3. Принципиальным отличием от системы Dual ГНСС является наличие только одной мачты, расположенной посередине отвала, и дополнительный датчик поперечного уклона. Такие отличия делают систему Twin более компактной и аккуратной в сравнении с предыдущей конфигурацией. Остальные характеристики Twin не отличаются от Dual.