Современные системы дистанционного беспроводного управления разрабатываются уже не одно десятилетие. В настоящее время из множества предлагаемых способов передачи сигнала чаще всего используются инфракрасные, ультразвуковые и радиочастотные системы. И только относительно недавно были представлены надежные системы радиоуправления, которые сразу же стали пользоваться популярностью в области систем управления.
Brokk,Husqvarna, Avant, «Интехрос»:мы работаем там, где нет людей
Внедрение беспроводного дистанционного управления (ДУ) в промышленных масштабах перманентно растет, и процесс этот все более распространяется и углубляется. Радиоуправляемые системы облегчают выполнение своих функций оператором, но также и обеспечивают ему полную безопасность при проведении самых сложных работ, а также увеличивают возможности эффективного технического развития предприятия.
Сегодня такие успехи можно наблюдать всюду, где применяются радиоуправляемые модели спецтехники, демонстрирующие значительные преимущества в эксплуатации перед традиционными аналогичными моделями.
Радиоуправление в первую очередь позволяет оператору действовать более уверенно и свободно, поскольку ему не препятствует ни длина кабеля управления, ни сложности при выборе удачного места для визуального контроля производственного процесса. Внедрение радиоуправления однозначно отражается на росте производительности. Положительным фактором использования беспроводного ДУ является и то, что оператор может одновременно контролировать выполнение производственных операций несколькими машинами.
Системы радиоуправления могут эффективно применяться, и уже применяются практически на всех видах современной специальной техники. Такие бренды, как Volvo, JCB, Komatsu, Caterpillar и др., активно внедряют подобные системы. Вот лишь несколько примеров.
Одним из ведущих в мире производителей машин для разрушения, управляемых дистанционно, является компания Brokk. С 1976 г. компания производит строительную технику с беспроводным управлением. Оборудование Brokk можно увидеть в шахтах различного профиля, оно используется в работе цементных, металлургических предприятий, на строительстве тоннелей и объектов атомной энергетики, в различных специальных проектах, причем круг решаемых задач машинами Brokk постоянно увеличивается.
Штаб-квартира компании находится в Швеции, реализация продукции осуществляется через глобальную сеть филиалов, дистрибьюторов и агентов. Линейка роботов Brokk, поставляемых в Россию, состоит из десяти моделей: Brokk 70, Brokk 110, Brokk 120D, Brokk 170, Brokk 200, Brokk 300, Brokk 500, Brokk 520D, Brokk 800. Масса установок лежит в диапазоне от 560 кг в самой легкой мод. Brokk70, которая тем не менее, по оценкам производителя, заменяет десять рабочих с отбойными молотками, до 11300 кг – такова масса модели Brokk 800 Process, созданной для эксплуатации в условиях высоких температур, например, в сталелитейных цехах. Максимальный вылет вертикально направленной стрелы в комплектации с гидромолотом в зависимости от модели составляет 2,5–9,5 м.
Все роботы Brokk управляются дистанционно, управление действует в радиусе 100 м. Это, конечно,защищает оператора от влияния вредных вибраций и других негативных факторов, а также позволяет выбрать такую точку, из которой наилучшим образом видна производственная зона.
Весь модельный ряд роботов Brokk оснащен, кроме основного двигателя, двигателями электрическими мощностью от 9,8 кВт (Brokk70) до 45 кВт (Brokk 800 Standart). Несмотря на свои небольшие размеры, машины Brokk часто эффективнее, чем более мощные и массивные гусеничные экскаваторы. Техника Brokk очень маневренна,проблем при транспортировке практически не возникает, и в то же время машины высокопроизводительны и практически не создают заметного шумового фона.
Габариты машин Brokk компактны, к тому же передние и задние опоры могут складываться, что позволяет въезжать в узкие проходы. После попадания машины в нужную точку опоры выдвигаются и вновь обеспечивают необходимую для выполнения работ устойчивость.
Базовая комплектация каждой модели Brokk включает гидромолот, а специалисты компании разработали девять моделей молотов массой от 55 до 1200 кг. Также производитель предлагает большой ассортимент дополнительного оборудования, созданного специально для машин Brokk. Наибольшим спросом, естественно, пользуются такие инструменты, как бетоноломы, их предлагается восемь моделей массой от 82 до 610 кг, а также экскаваторные ковши вместимостью от 40 до 700 л и массой от 29 до 650 кг. Покупатель может приобрести гидроножницы для резки металла, гидравлические клинья, ротационные фрезы, несколько видов грейферных захватов и дисковых пили оборудование для бурения отверстий в грунте на глубину от 1,0 до 2,45 м и диаметром от 33 до 76 мм. Кроме того, предлагается тоннельное и горно-шахтное оборудование: специальный захват для балок и торкрет-установка.
Надо отметить, что европейский опыт использования роботов Brokk показывает их практическое отсутствие на вторичном рынке. Специалисты говорят, что падение стоимости десятилетней машины, по сравнению с ценой на новую, не превышает 45-60%. Это означает, что оборудование Brokk редко выходит из строя и изнашивается медленно, поэтому подержанных машин на рынке мало.
Компания Husqvarna начала свою деятельность в Швеции в 1689 г. В начале она производила мушкеты, которые быстро завоевали популярность и считались одними из лучших на тот момент в мире. Но сегодня продукция компании сугубо гражданского направления, причем ассортимент очень широкий. Есть там и роботы-разрушители, представляющие собой современные устройства, работающие на электричестве, сочетающие высокую мощность с небольшой массой и функциональной конструкцией. Эти характеристики и определяют популярность роботов Husqvarna у специалистов, которым требуются маневренные, энергоемкие, надежные и мощные машины, способные выполнять задачи, которые классическому оборудованию, укомплектованному в основном ДВС, не «по плечу». Компания разработала и предлагает своим клиентам три группы оборудования.
К первой относят машины, способные выполнить наиболее тяжелые и сложные задания, это модели Husqvarna DXR 310 и DXR 300. Обе модели характеризуются большой мощностью привода – 22 кВт, значительной массой – более 2 т. Роботы комплектуются стрелами длиной 5,1 либо 5,5 м. Используя предлагаемый производителем значительный ассортимент навесных агрегатов, машины отлично справляются как с демонтажными работами, так и с землеройными операциями, производимыми внутри зданий и на открытых площадках. Особенно полезны эти машины, когда нужно сносить ветхие строения, которые могут просто рухнуть в любой момент. Модель Husqvarna DXR 310 комплектуется телескопической стрелой, обеспечивающей высокую точность позиционирования рабочего инструмента.
Вторая группа сегодня представлена моделью Husqvarna HDXR 270 с мощностью двигателя в 1,9 кВт и массой 1,7 т. Робот является универсальной машиной как для строительства, так и для коммунальной сферы.Благодаря широкому выбору навесного оборудования, а в базовой комплектации предоставляется гидромолот, гидроножницы и ковш, робот идеально подходит для демонтажных работ, где требуется низкое давление на грунт или имеются ограничения по высоте подъема стрелы. Покупателю предлагается два варианта комплектации: со стрелой длиной 4,5 м и со стрелой 4,8 м.
К третьей группе производитель относит мод. DXR 140 с двигателем 15 кВт и массой всего 0,99 т. Этот робот оснащается стрелой длиной либо 3,7, либо 4,4 м по выбору покупателя. Маневренная, компактная машина с шириной всего 0,77 м и длиной 1,8 м, способная вращать стрелу на 360°, она идеально подходит для различных работ в помещениях с ограниченным пространством, поскольку ей не понадобится часто менять положение между различными этапами работы.
В конструкции всех роботов Husqvarna использованы удачные конструкторские решения, такие как размещение двигателя под шасси, применение автоматической системы смазки, размещение гидравлической станции над шасси, легко открывающийся корпус и т.д. Все это заметно упрощает обслуживание машины, увеличивает ее эксплуатационный ресурс. Пульт ДУ, надежно действующий на 100 м, является самым современным и самым простым в использовании устройством подобного типа на рынке. Он оснащен легко читаемым цветным 3,5-дюймовым дисплеем, в нем используется промышленная технология Bluetooth, впервые применяемая в машинах этого типа. С помощью пульта легко и удобно управлять всеми действиями машины. Все модели по желанию покупателя могут комплектоваться гидроножницами Husqvarna DSS 200, бетоноломом Husqvarna DCR 100,гидромолотом Atlas Copco SB 152, дробильным и стандартным ковшами. Для освещения места проведения работ на роботов устанавливают мощные светодиодные фонари.
На европейском рынке продукция финской компании Avant Tecno Oy известна уже более четверти века. И продукт компании Robot 185 – это специальная, технически совершенная машина, предназначенная для сноса. Для этого вида работ часто требуются подобные роботы, которые легко размещаются в ограниченном пространстве, но в то же время эффективны и безопасны при выполнении работ по демонтажу или разрушению.
Robot 185 состоит из гусеничного шасси, надстройки, вращающейся на 360°, и трехсекционной телескопической стрелы, на конце которой установлен гидромолот. Также Robot 185 может использовать и другие навесные инструменты, масса которых не превышает 275 кг.Уникальный дизайн и геометрия стрелы обеспечивают подъем гидромолота по вертикали на 5,5 ми горизонтальный вылет до 4,5 м. Гидравлическая система с максимальной производительностью 66 л/мин при давлении в 250 бар приводится в действие электродвигателем мощностью 18,5 кВт.
В отличие от традиционных конструкций, в Robot 185 привод, а также все гидравлические и электронные компоненты расположены в нижней части, что максимально снижает центр тяжести машины. Благодаря этому робот чрезвычайно устойчив как во время работы, так и во время движения.
Для защиты агрегатов, вынесенных в нижнюю область машины, от повреждений устанавливается специальная защита из стальных пластин. Вращающуюся надстройку в случае необходимости можно быстро демонтировать, что значительно облегчит процесс транспортировки. При перемещении установки без вращающейся надстройки на другой объект ее ширина составит всего 0,8 м, длина –2,3 м, высота– 1,59 м. Установка позволяет оператору чувствовать себя в полной безопасности при работе: он управляет машиной с пульта ДУ, и импульс может передаваться как с помощью электрокабеля, так и с помощью радиосигнала, который достигает приемного блока машины с расстояния в 300 м.
Кроме того, Robot 185 оснащен компьютером, и владелец машины может вводить собственные настройки. Компьютер же подает аварийные сигналы водителю в случае возникновения неисправностей, а также предупреждает о необходимости проведения планового техобслуживания.
ТО машины не занимает много времени. Доступ к деталям, требующим осмотра, смазки и другого ухода, чрезвычайно прост. Замена гусениц также делается быстро и просто, а автоматическая система натяжения гусениц гарантирует, что они всегда имеют необходимое натяжение.
Компания Avant предлагает и еще одну машину, управляемую дистанционно.Это Excavator 260. Радиоуправление позволяет оператору находиться на расстоянии от экскаватора и видеть полную картину работ. Это особенно ценно при рытье траншей на ограниченном пространстве, ремонте каких-либо коммуникаций, там, где на ограниченном пространстве нужно выдерживать максимальную точность выемки грунта.
В гидросистеме экскаватора имеется пропорциональный клапан, и это обеспечивает легкое управление джойстиком на пульте ДУ и плавные, но точные движения стрелы и ковша. Сигнал от пульта ДУ достигает блока управления экскаватора на расстоянии до 100 м. Полностью заряженный пульт действует в течение 11 ч, а затем его необходимо снова заряжать 4 ч.
Экскаватор массой 0,5 т комплектуется стандартным ковшом и может копать грунт на глубину до 2,6 м, при этом стрела способна отклоняться от оси на 170°.
Есть и отечественный пример в области создания радиоуправляемых машин для сноса. Холдинг «Интехрос» с центральным офисом в Москве принимает активное участие в инновационных разработках для нужд МЧС, РЖД, Министерства обороны, уделяя особое внимание роботизации, электронике, гидравлике и системам на основе гидропривода. Понимая, насколько сложными и опасными часто оказываются работы, связанные с разрушением и демонтажем зданий, особенно, если работы ведутся в местах плотной застройки, в непосредственной близости от подземных коммуникаций, жилых домов или сооружений повышенной опасности, инженеры холдинга создали многоцелевую роботизированную технику модульного типа РОИН. Разработка холдинга позволяет заменить сразу несколько единиц спецтехники, если применить РОИН при ликвидации последствий ЧС или при проведении реконструкции объектов инфраструктуры.
Все демонтажные роботы, выпускаемые «Интехросом», собираются по мобильному принципу: они могут устанавливаться на любую платформу – гусеничную, автомобильную или железнодорожную, вместе с установкой комплекта навесного оборудования. Благодаря дистанционному управлению роботом оператор может находиться на безопасном расстоянии от демонтажных работ, не подвергая свою жизнь опасности. Демонтажный робот позволяет проводить работы с заданной скоростью без остановки, затраты времени на отдых машины или персонала, а также смену навесного оборудования, происходит в считанные минуты без изменения положения машины. Максимальный вылет стрелы робота – 5м, максимальная высота подъема – 6м, при этом грузоподъемность на полном вылете – 1 т. Масса самого робота – 2,5 т. Привод всех механизмов гидравлический, аксиально-поршневой насос, работающий с производительностью 40л/мин, обеспечивает в гидросистеме давление до 21 бара.
Разработка надежного, помехозащищенного канала связи, а также кинематический анализ исполнительных и задающих органов манипулятора – главные направления работы холдинга в части совершенствования роботизированных комплексов. Наиболее перспективной сегодня считается передача управляющего сигнала по многоканальной линии связи с кодовым разделением каналов. В этом случае радиолиния демонстрирует высокую помехозащищенность и точность передачи команд.
Еще одна важная область использования беспроводного управления
Перед строителями часто возникает вопрос – как безопасно уплотнить грунт, например, на дне траншеи под фундамент? Особенно сложно ответить на этот вопрос, если траншея вырыта глубокая. Часто уплотнение, заложенное в проектных требованиях, качественно не выполняется. Но сегодня все более широко используется такой вид оборудования, как траншейные катки, причем управляемые дистанционно.
Современный рынок предлагает большой выбор траншейных катков различной сложности. Компания JCB предлагает катки VM1500 с ручным и дистанционным управлением, компания Amman из Германии разработала и выпускает две модели траншейных катков: модель с бортовым поворотом Rammax 1585 и шарнирно-сочлененную модель Rammax 1575. В машинах Ammann для управления используется инфракрасный канал связи. Если каток пропадает из зоны видимости оператора, он тут же останавливается. То же самое происходит в случае, если каток удаляется от оператора на расстояние более 20 мили, наоборот, приближается к нему менее чем на 2 м.
Многоцелевой траншейный уплотнитель BMP 8500 предлагает и известная немецкая компания-производитель строительного оборудования Bomag. Кроме работ по уплотнению грунтов в траншеях, виброкаток BMP 8500 используется для работы на связных грунтах, при строительстве дренажных каналов, его применяют при обратной засыпке в траншеях, при укладке труб, при строительстве железнодорожных путей и плотин. Управление катком происходит с помощью радиосигнала. На пульте ДУ находятся джойстики управления поворотом и выбором направления движения, переключатели режима вибрации – ручной или автоматический, а также скорости движения 1,3 или 2,7 км/ч, числа оборотов двигателя и амплитуды, там же имеется и кнопка аварийной остановки. Система безопасности BOSS автоматически останавливает каток, когда дистанция между катком и оператором сокращается до 1,2 м: машина «чувствует» приближение к оператору с помощью двух электромагнитных полей. Если каток во время работы наклоняется на 45° и более, его движение и работа вибрации отключаются автоматически.
К передовым разработкам в данном классе можно отнести траншейные катки, предлагаемые компанией Wacker Neuson. Катки серии RT, служащие, кроме уплотнения дна траншей, для уплотнения вынутого грунта и оснований фундаментов, строительных площадок и автостоянок, управляются с помощью беспроводного пульта. Машины оборудуются 16-канальной системой инфракрасного дистанционного управления, такая же система действует в бытовой аппаратуре. Как только каток выходит за пределы видимости оператора, он тут же останавливается. Оператор, находясь на безопасном расстоянии, защищен от шума, пыли, воздействия выхлопных газов, а каток, управляемый небольшим пультом, уплотнит качественно грунт в кратчайшие сроки.
Спецтехника без оператора становится реальностью
Но сегодня мы все чаще видим примеры дистанционного управления крупной техникой. Конечно, тема это не новая. Еще в 1986 г.из Японии в Чернобыль были направлены радиоуправляемые бульдозеры Komatsu D-355W. Их активно использовали для расчистки завалов.
Австралийская компания Remote Control Technologies Pty Ltd (RCT) на протяжении 40 лет занимается инсталляцией систем ДУ. Наработанная ее специалистами технология позволяет управлять бульдозерами, экскаваторами, погрузчиками, грейдерами, самосвалами, а также другой техникой в опасных для жизни людей местах.
Вот и специалисты Komatsu уже в наши дни продемонстрировали бульдозер Komatsu D155AXi-8 на радиоуправлении с опцией Remote Control (RC). Машина, оснащенная двигателем в 260 кВт, предназначена в том числе для использования в особо тяжелых условиях, опасных для оператора спецтехники. Ее рекомендуют применять на рудниках, в карьерах и т.д. Система RC работает на радиочастотах, радиус действия составляет порядка 100 м.
Инженеры крупнейшей в Великобритании машиностроительной компании JCB по заказу промышленной группы Coleman & Company, специализирующейся на демонтаже и сносе промышленных объектов, а также рециклинге строительных отходов, разработали специальный дистанционно управляемый экскаватор. Машина массой в 21 т объединяет ходовую часть экскаватора JCB JS220LC, причем стальные гусеницы заменены на резиновые, с верхней частью экскаватора мод. JCB JS190. На машину был установлен четырехтонный манипулятор, превращающий ее в многофункциональную машину для демонтажа зданий с ДУ.
В 2019 г. компания Bobcat представила новую систему ДУ. После ее внедрения оператор сможет покинуть свое кресло и управлять погрузчиком дистанционно. Система совместима со всеми моделями погрузчиков Bobcat, оснащенными джойстиком. Компания Bobcat стала первым производителем собственной системы ДУ, в которой используется технология Plug & Play (PnP).
Большое внимание внедрению беспроводного управления как в области коммерческих перевозок, так и парков карьерной техники уделяет компания Volvo. Согласовав свое решение с властями Швеции, а также руководством компаний Telia и Ericsson, Volvo CE запустили первую сеть 5G в Швеции для промышленного использования в филиале Volvo в г. Эскильстуне.
Сегодня Volvo CE стала первой компанией в мире, которая использовала технологию 5G для тестирования машин с дистанционным управлением и автономных решений. Информация, которую можно получить в ходе испытаний, будет использована компанией для исследования полной автоматизации строительной техники! Исследования будут включать дистанционное управление обычным фронтальным погрузчиком, а также испытания концептуального самосвала HX2.
В одном из последних интервью генеральный директор Volvo CE заявил, что «минимизируя потенциальные угрозы и время простоя в таких секторах, как горнодобывающая промышленность, Volvo CE хочет вплотную приблизиться к своим целям: нулевые выбросы, нулевые аварии и нулевые незапланированные остановки». И этому, по мнению Гендиректора Volvo CE, должно в значительной степени способствовать использование сетей 5G.
А что же Россия? Мы пока отстаем, и это уже традиционно. Конечно, потенциал имеется, вот и достижения холдинга «Интехрос» об этом свидетельствуют. Но распространения практика создания радиоуправляемой техники пока у нас не получила. Ждем.
