机械控制演示方案_(修改)

2023-08-15 来源：九壹网

北京天拓科技有限公司

机械控制演示方案

北京天拓天宝科技有限公司建筑产品事业部

2009‐2‐22

机械控制演示方案

一、概述 ................................................................................................................................... 2 二、机械控制演示目的 ........................................................................................................... 4 三、机械控制与传统施工手段对比 ....................................................................................... 6 四、机械控制演示配置 ........................................................................................................... 8 1.推土机机械控制配置 ........................................................................................................ 8 1）配置类型 ..................................................................................................................... 8 2）设备介绍 ..................................................................................................................... 9 3）安装流程 ................................................................................................................... 11 2.挖掘机机械控制配置 ...................................................................................................... 12 1）配置类型 ................................................................................................................... 12 2）设备介绍 ................................................................................................................... 12 3）安装流程 ................................................................................................................... 13 3.压路机机械控制配置 ...................................................................................................... 14 1）配置类型 ................................................................................................................... 14 2）设备介绍 ................................................................................................................... 15 3）安装流程 ................................................................................................................... 15 4.平地机机械控制配置（略） .......................................................................................... 16 5.其他机械控制配置（略） .............................................................................................. 17 五、机械控制演示流程 ......................................................................................................... 18 1）数据准备 ....................................................................................................................... 18 2）设备调试 ....................................................................................................................... 18 3）机械施工流程 ............................................................................................................... 18 六、机械控制演示案例 ......................................................................................................... 19 七、附件 ................................................................................................................................. 21

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一、概述

随着经济的发展，各种工程项目不断的增加。对于工程质量和速度的要求也不断的提高。而且，对于一个国家而言，其工程建设技术水平也是一个国家综合国力情况的重要标志之一。所以各国在工程建筑的技术革新和工艺方法的创新也投入了相当大的精力。Trimble公司作为一家专业开发工程测量类设备的世界专业技术公司，也积极的栖身于对工程工艺的改良的开发事业中。经过专家多年的潜心研究和成百上千次的试验。终于研制出了适合与各种工程和工程设备的GCS机械控制系统。这项处于世界领先水平的工程机械控制系统，将大大的提高工程的质量，速度和效果，也大大的降低了工程的成本、危险系数及劳动强度。

Trimble 公司简介

美国天宝导航公司成立于1978年，1982年就开始涉足美国政府GPS卫星的民用技术开发和产品研制，并率先在世界上打开了GPS的商业市场。Trimble的GPS定位设备一问世就首先应用于生产成本极高、风险极大、定位准确性要求极严格的海上石油勘探和石油平台操作领域，创造了当时世界海上钻井工作周期最短和成本最低两项纪录。从此，奠定了在世界GPS工业领域的龙头地位。

凭借在GPS领域所打下的坚实基础，1984年至九十年代，Trimble公司积极拓展新的应用领域，不断加大科研经费的投入，并通过一系列成功的行业收购兼并行动，使公司自身不断壮大。在此期间，Trimble公司对全球领先的机械控制产品的公司光谱精仪公司完成收购，对原有的产品和技术加大投入和新产品的研发，开始涉足机械控制领域。

1998年Trimble公司进行了企业战略重组，将上百种产品划分为两大部分，即“移动定位与授时技术”和“精密定位系列”。其产品遍及陆地测量、海上测量、测图和GIS、矿业、建筑、精准农业、移动定位、民用航空、军事、授时、OEM、芯片等各个领域。

九十年代初，Trimble GPS产品进入我国，在我国社会主义市场经济建设中发挥极其重要的作用。为进一步规范市场运作机制和加强服务，公司在1998年6月在北京设立了代表处。代表处成立后，大力推行“名牌战略”和“优质服务战略”，使Trimble 产品在中国大陆市场的销售额大幅度提高，同时在技术服务和售后服务方面也取得了有目共睹的巨大进步。

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今后，Trimble公司将继续推动Trimble，特别是建筑和机械控制设备在中国应用，继续寻求新的合作伙伴和新的市场，为中国的建设事业继续作出自己的努力。

北京天拓科技有限公司是中国知名的GPS与光学产品供应商，作为美国天宝全线产品的中国总代理，2005年开始对天宝建筑产品进行技术上的积累和沉淀，时至如今，形成了一个强大的建筑产品团队致力于建筑产品的技术推广。北京天拓科技有限公司建筑产品事业部愿与业界朋友们携手，共同推动建筑产品在中国的发展和应用。

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二、机械控制演示目的

在传统施工中。我们通常会选择如下的施工方法，测量工地、设计道路、粗略打桩、清除杂物、精细打桩、挖切道路、筑路。在这些程序中，最耗费工期，花费最大、最容易出错、也是最为关键的一步就是“打桩”。

首先，它自身的花费就很大，一条道路通常要打上百个桩，要保证标桩的统一性和符合设计要求，其难度可想而知。无论从时间上还是从人力上，它都是花费最大的一项。

其次，标桩丢失，错误打桩，移动高程基准，图纸变更需要对图纸重新设计等，都要重新打桩。就都大大的增加了打桩的成本，也就是增加了整个工程的成本。

还有，对于操作手来说，在施工的过程中，一定要从打桩就介入，否则就会产生严重的错误。这也就增加了人的工作量，降低了工作的效率，也提高了施工的成本。

而且，传统施工中，操作手要用眼睛来观察标桩进行施工，这样不仅效率不高，而且施工的精度也很难保证，所以就要进行多次的返工。这也大大的增加了施工的成本。

更为重要的是，在桩与桩的间距处，操作手不能准确的得到标桩的数据，而是进行猜测性施工，很难保证施工精度的一致性，造成资源浪费，时间损耗，返工等不必要的损失。

传统施工还有一项弊端，在夜间施工的时候，对光源的依赖强度十分高，不仅操作手要靠光源来标准标桩的位置进行施工，而且场地上的其他辅助人员也要靠光源进行辅助施工。不但效率低（一根碘钨灯的功率是1000W/小时，但有效照明范围只有5米左右），能耗大，而且很多的供电线路在施工现场还大大增加了施工现场的危险性。

我们通过下面的图例可以清晰的看到传统施工（猜测性施工）的不便。

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三、机械控制与传统施工手段对比

随着施工质量要求的不断增强，传统施工工艺已经受到了极大的挑战。

Trimble公司的机械控制系统就是这个全新时代主角，它的出现，将给建筑领域带来一场全新的革命。

机械控制技术是利用定位技术为作业机械提供引导控制。通俗的说就是借助传感器/激光/声纳/GPS等使机器自己知道自己应该怎么做。使施工变成一种简单的，精确的，而且是节能环保的工作。

由于Trimble机械控制系统采用的是一种全新的施工模式，即边测量边施工，能实时的显示出此时工程机械的施工情况和工程进度情况，并与设计数据进行比对，所以大大的节省了由于测量施工进度所浪费的时间，十分有效的提升工作质量，从而真正的提升了您的工作效率再有Trimble独有的特性，使24小时不间断施工成为可能，甚至是件很轻松的工作，大大缩短了工期，及减少了夜间施工所产生的资源等的浪费，尽可能为您的工作节省成本。

传统施工方法与Trimble机械控制系统施工比对（平地机，推土机系统）

传统施工的方法放网格桩10或20米－依靠测量人员较多，耗时耗费桩距间较大－难保证桩间的质量一全程标高控制－确保质量一致致性需要停工等待放样，额外耗时工作夜间无法施工高程控制难－需反复多次推平需要经验丰富的操作人员北京天拓科技有限公司建筑产品事业部技术支持申林陈文学电话：010‐51662388‐8160

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附加值的GCS系统无桩化施工（设计已导入控制系统）－节约时间和成本，不用依赖专业测量人员设计已导入控制系统－无需停工等待，节约时间驾驶室控制屏幕，可以24小时施工铲刀按设计标高全过程控制－只需2‐3次即可推平熟练机械操作人员即可机械控制演示方案

附加值的GCS系统挖掘机系统的传统施工与Trimble机械控制系统的比对

传统施工的方法放样打桩、放坡、撒白灰－依靠测量人员较多，耗时耗费容易欠挖或过挖夜间无法施工无桩化施工（设计要求已编制在控制系统里）－节约时间和成本，不用依赖专业测量人员精确到位，控制无欠挖或过挖驾驶室控制屏幕，可以24小时施工修边坡和沟槽整形挖掘效率低边坡和沟槽设计导入控制系统，提高施工效率需要经验丰富的操作人员

熟练机械操作人员即可压路机传统施工方法与Trimble机械控制施工的比对

传统施工的方法施工过程依赖操作员进行碾压－容易造成可以引导压路机行进方向，避免漏压、过压漏压或过压过程碾压无记录证明碾压次数－难以保证过程碾压次数实时以颜色显示在屏幕上并进行记录－证质量无显示当前点的密实度明碾压是否完整按设计要求碾压，质量得到保证可显示当前点的密实度数值附加值的GCS系统地质勘查点和密实度抽检点间距大，无法检测实时以图形显示和记录每一点的密实度值，有空洞的c区域到地下潜在的空洞－质量漏洞无法发现及时可以发现－质量真正得到保证

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四、机械控制演示配置

1.推土机机械控制配置

1）配置类型

Trimble 1D单激光横坡施工控制系统工作原理：

将激光接收机安装于推土机机械上（铲刀上方）。将推土机的铲刀下端固定在标桩的基准位置上。将激光发射器置于附近一个空旷位置，目的是使激光不被障碍物遮挡。根据设计要求，将激光器的高程坡度等设置完毕，打开激光发射器。调整激光接收器的高度。使激光接收器处于标准位置（即，绿色指示灯长亮）。固定好激光接收机的位置。便可进行施工工作。

也可采用激光与声纳配合定位方式。原理与激光类似。即用声纳测距仪探出实际路面情况与设计路面情况的偏差。将数据反馈给控制箱，控制相通过计算，在显示面板上显示出来，进行操作指导。操作手便可以根据控制箱的显示，精确的进行操作。

系统的最大优势：

摆脱了打桩这个繁琐且误差较大的工作，实现了与设计图纸的完美迅速的结合，达到单放桩施工。提高了施工的速度，加速了工期，将返工降系数到最低，降低了真个工程的成本。

工地统一标准

激光发射器的工作覆盖范围广，同一台激光发射器可以为多台激光接收器提供激光定位。使整个工地上的工程车辆以统一标准进行施工。确保施工精度的精准性和统一性。

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2）设备介绍

系统的设备分为激光发射装备（GL422激光发射器）、激光接收装置（LR60激光接收器）、驾驶室显示设备（RD10远端显示器）或CB30双控制箱

GL422双坡度激光发射器

非常精确的多用途水平和垂直双坡度激光发射器，带远端电台

应用领域填埋挖掘

挖掘和坡度控制坡度和高程控制

技术指标

水平精度……………………………………………… 10弧度秒 1.5mm@30m 坡度方位……………………………………………… ‐10至+15%双轴

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坡度分辨率………………………………………… 0.001%至9.999% 最高坡度0.01% 工作直径……………………………………………… 800m

激光类型和分类…………………………………… <5mW 635nm,Class3A/3R 转速…………………………………………………… 600rpm 电池使用寿命………………………………………… 55小时安装螺纹……………………………………………… 5/8 *11

工作温度……………………………………………… ‐20度至 +50度尺寸…………………………………………………… 21公分*18公分*20公分重量…………………………………………………… 3.1KG

遥控…………………………………………………… 双向通讯，操作和发射机安全锁遥控工作范围………………………………………… 100米半径

遥控电池使用寿命（2节AA干电池）…………………… 130小时连续工作，一年正

常使用

LR60激光接收器

显示通道数………………………………9通道显示

精度：中心（平整土地）……………………………………设置 5mm

精细 10mm 标准 20mm 粗略 40mm

精度：偏移中心（挖掘）……………………………………设置 6mm

精细 12mm 标准 25mm 粗略 50mm

ACE—角度补偿模式………………………………………… 精细 12mm

标准 25mm

垂直接收…………………………………………………… 222mm

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LED电池使用寿命

干电池亮/暗………………………………45小时/75小时镍氢电池亮/暗………………………………40小时/50小时

3）安装流程

1在推土机的铲刀放平，铲刀合适的位置上焊接安装座。 ○

2安装减震座或者普通的钢管（管径要求与激光接收机匹配）。 ○

3使用连接线把LR60与驾驶室内的显示设备进行连接。 ○

4在工地合适的位置架设GL422激光发射器（GL422有自动整平补偿功能，只需粗略○整平即可）。 5启动设备。 ○

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2.挖掘机机械控制配置

1）配置类型

Trimble 2D挖掘机控制系统

工作原理：

通过传感器对挖掘机的车身倾斜情况，大臂与车身的夹角，大臂与小臂的夹角，小臂与挖斗的夹角进行测量，把测量后的数据反馈给驾驶室内的CB410控制箱，通过精确计算，在控制箱中精确的显示出此时挖斗与设计要求的表面的差值情况，操作手可以很清楚的看到此时挖斗距设计表面的偏差值，从而进行精确高效的施工。工作优势

100%提升挖掘机工作效率，使挖掘机实现有目的施工

2）设备介绍

设备以角度传感器为主，主要设备有AS460双轴传感器，AS450角度传感器， LC450角度传感器，CB410控制箱

CB410挖掘机控制箱

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Trimble CB410控制箱有双LED深度和坡度指示器、图形背光LCD显示器、易于操作的切换和按键开关，便于进行快速可靠的安装指导和深入指导。 CB410与挖掘机使用的GCS600一起使用，它不仅有许多强大功能，而且专用于无障碍视野和挖掘机控制。

3）安装流程

*具体安装详细参考Trimble 挖掘机2D系统安装手册

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3.压路机机械控制配置

1）配置类型

Trimble 3D CCS900压路机系统

通过安装在压轮处的加速度传感器，探测地下涂层压实情况，以电信号的形式反馈给操作室内的CB430控制箱，在控制箱面板上以色块的形式表现出来（如下图），清晰的表现所施工的地表的实际压实情况，避免漏压和超压的发生。

并通过设备记录压实的遍数，通过准确的记录不会少压也不会多压，准确无误。工作优势

z 更有效的压实操作

– 压实遍数的准确记录（不会多，不会少） – 减少机械油耗，降低人力、机械成本 z 及早发现“软的”地点

– 在填方前或在填方过程中就能发现 – 在成为大问题前就能解决掉 z 更加可靠的压实结果

– 在检测中高通过率 – 减少重复工作 z 数据文件存档

– 质量保证文件

– 保质施工的有利证明

– 假如在将来发现问题，提供强大得证据

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2）设备介绍

加速度传感器，MS990 GPS双频接收机，AS400倾斜传感器，SNR2.4G机载电台CAN总线电缆，安装配件

3）安装流程

*详细安装参考CCS900安装手册

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4.平地机机械控制配置（略）

1）配置类型 2）设备介绍 3）安装流程

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5.其他机械控制配置（略）

1）摊铺机系列

摊路宝系列

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五、机械控制演示流程

1）数据准备

2）设备调试

3）机械施工流程

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六、机械控制演示案例

哈大高铁路基施工工效研究总结

• 提高施工效率、缩短施工周期

– 摊铺工期缩短42.29% – 碾压次数减少25%

– 边坡修整效率提高100%

• 节省管理和施工成本、提升项目利润

– 摊铺费用节省42.68% – 碾压费用节省25%

• 保证施工质量的一致性

– 摊铺过程精确控制坡度、厚度、平整度，减少返工

– 碾压过程的实时连续控制，避免超压和漏压；保障检测的合格率，缩短

检测周期

– 边坡完全符合设计所要求的1:1.5的标准

• 节省能耗，实现绿色施工

– 摊铺过程油耗节省24.61% – 碾压过程油耗节省25% – 节约夜间施工照明能耗

• 减少现场人员流动，确保工地安全

– 施工过程的测量人员减少66.67% – 摊铺过程辅助人员减少100%

• 其他

– 降低对机手技术水平的要求

– 剔除机手的疲劳度对施工质量的影响

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哈大路基施工对比（数据对比）

GCS900施工坡度与设计坡度保持一致！

设计坡度

传统化施工数据

剖面一

GCS900

剖面二

两层施工后的比较可以看得出厚度的差异性！

传统方法 GCS900推土机

预演前压实过的原始地表

图形的来源：由天宝的现场定位系统采集地表数据和现场管理软件生成的图。

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七、附件

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