Системы нивелирования для автогрейдеров

Использование систем нивелирования для автогрейдеров позволяет максимально эффективно автоматизировать контроль и управление техникой в соответствии с заданными параметрами. В качестве основных параметров работы автогрейдера выступают продольный и поперечный уклон, а также регулировка положения отвала по высоте. Современные системы нивелирования выполняются по модульному принципу, что позволяет в каждом конкретном случае подбирать оптимальное сочетание функций. Использование таких автоматизированных систем гарантирует высокую экономичность работы машин и оборудования за счет меньшего количества проходов профилируемой поверхности.

Согласно используемой технологии, системы нивелировки разделяют на следующие виды:

Системы нивелирования компании TOPCON


Японская компания TOPCON – мировой лидер в области построения автоматизированных систем управления дорожной техникой, такой как бульдозеры, автогрейдеры, асфальтоукладчики. Системы нивелирования, разработанные компанией – это гибкие и эффективные инструменты, позволяющие повысить точность и качество выполнения работ, повысить экономию трудовых, топливных и временных ресурсов.


Для автогрейдеров японская компания выпускает следующие виды систем нивелирования:

В том случае, когда на объекте уже имеется техника с установленной 3D ГНСС (в основном это бульдозеры), подключение автогрейдера осуществляется с использованием той же базовой станции. Такой подход увеличит темпы выполнения строительных работ и облегчит обучение персонала за счет того, что операторы будут работать с уже хорошо изученной системой по знакомой технологии. Специально для автогрейдеров компания TOPCON производит 3 различных вида 3D-систем автоматического нивелирования, которые отличаются сложностью конфигурации и точностью выполнения работ:


1. 3D ГНСС с одной антенной.


Такая конфигурация автоматической системы представляет собой наиболее простой и доступный по стоимости способ повышения производительности работы автогрейдеров. Особенно выгодно ее применение в случае, когда на объекте уже установлены спутниковые системы на основе RTK-технологий. Система 3D ГНСС с одной антенной может использоваться абсолютно на всех типах грейдеров и обеспечит точность работ до 1,5-2 см. Такая точность является отличным результатом при необходимости подрезки земляного полотна после уплотнения грунта, при устройстве конструкций из щебня и других видах дорожных работ.  
Для правильной работы системы и точного позиционирования рабочего органа автогрейдера, 3D ГНСС комплектуется дополнительными датчиками наклона отвала, поворота отвала и его продольного наклона.

2. 3D ГНСС с двойной TWIN антенной. 

Отличительной особенностью такой конфигурации спутниковой системы нивелирования является наличие на мачте TWIN антенны, которая передает информацию на два приемника, находящиеся в контроллере MC-R3, расположенном в кабине машины. За счет того, что программное обеспечение системы нивелирования в такой конфигурации обрабатывает данные с обоих приемников сигнала, датчиков уклона и поворота отвала, автогрейдер выполняет задачу более точно и аккуратно, что особенно важно при прохождении сложных участков (например, поворотов малых радиусов). Единственной сложностью применения такой системы является необходимость приобретения дополнительного приемника для установки на борт автогрейдера, стоимость которого сравнительно высока.


3. 3D mmGPS.

При выполнении работ, требующих высочайшей точности, необходимо использовать наиболее эффективную систему 3D mmGPS, которая гарантирует миллиметровую точность выполнения работ. Конструктивное отличие такой системы заключается в наличии особого сенсора типа PZS-MC вместо антенн, используемых в предыдущих конфигурациях систем 3D-нивелирования. Такой сенсор подключается к тому же контроллеру MC-R3, а на рабочий участок добавляется лазерный построитель типа PZL-1. Лазерный построитель выполняет функцию формирования лазерной зоны, высота которой составляет 10 метров. Наличие такой зоны позволяет отслеживать датчики PZS-MC с точностью до миллиметра, как в горизонтальной составляющей системы координат, так и в вертикальной. 


Наиболее рациональным способом применения спутниковых систем нивелирования является первоначальная установка самой простой конфигурации спутниковой системы нивелирования. После обучения персонала и получения стабильно высоких результатов работы, можно модернизировать систему до уровня 3D mmGPS и получать миллиметровую точность работы автогрейдера. 

Альтернативой системе 3D mmGPS является использование 3D LPS нивелирования, главной отличительной особенностью которого является наличие роботизированного электронного тахеометра. Системы 3D LPS разрабатываются также для бульдозеров, однако их использование для автоматизации работы автогрейдеров более целесообразно. Это связано с высокими требованиями к точности подготовки поверхности при строительстве дорог, что напрямую зависит от качества работы автогрейдеров.

Особенностями системы 3D LPS являются следующие факторы:

  • возможность работы в зонах, где отсутствуют сигналы спутниковой связи;
  • доступная стоимость системы нивелирования;
  • необходимость наличия тахеометра на каждом автогрейдере с системой 3D LPS;
  • необходимость обеспечения постоянной видимости призмы.

Целесообразность установки таких точных систем, как 3D LPS и 3D mmGPS должна определяться исходя из технического состояния машины и ее типа. Например, при наличии больших люфтов механических машин, миллиметровая точность работы системы нивелирования будет сведена на нет. Аналогичная ситуация будет в случае наличия утечек в гидравлической системе грейдера. Использование точных спутниковых систем на больших грейдерах также не всегда выгодно, т.к. большой вес машины и крупные размеры отвала не позволят «поймать» точные миллиметровые уставки системы нивелирования.

Преимуществом автоматизированных систем TOPCON является глубокая преемственность всех типов систем, которая позволяет изменять конфигурации системы нивелирования не только в направлении от простого к сложному, но и в обратном направлении. Благодаря полной совместимости конструктивных элементов, можно в любой момент получить полную комплектацию mmGPS, LPS или простой GPS системы. Кроме этого, имеется возможность получить недорогую, но очень эффективную комбинацию простейшей спутниковой ГНСС системы и LPS. Комбинация спутниковых данных и информации от тахеометра позволяет получать любую точность работ в зависимости от текущей необходимости.

В завершение статьи стоит отметить, что компания TOPCON активно работает над усовершенствованием систем автоматического нивелирования. Одна из новых разработок – система 3D-МС², которая является эффективным и конкурентоспособным дополнением к линейке специализированного оборудования компании.