外文翻译--地面电气控制工程在施工机械与地面之间的交互作用及其在建筑机器人学中的应用 中文版.doc

1地面电气控制工程在施工机械与地面之间的交互作用及其在建筑机器人学中的应用K.Tateyamaª,*,S.Ashidaª,R.Fukagawaª,H.TakahashibªCollegeofScienceandEngineering,RitsumeikanUniversity,1-1-1,Nozi-higashi,Kusatsu,Shiga525-8577,JapanbDepartmentofEnvironmentalStudies,TohokuUniversity,6-6-20,Aoba,Aramaki,Aoba,Sendai980-8579,JapanReceived29September2004；receivedinrevisedform7April2005；accepted16May2005Availableonline27October2005摘要：在“地面电气控制工程”技术领域中，地面技术与电气控制技术相结合，而“电气控制技术”是一种用电气控制机械的技术领域。在“地面电气控制工程”的领域中，一台建筑机器可以辨别出土壤和岩石，并自动评价他们的特性和地面的条件状况，同时最大限度的确定用以控制地面和机器相互作用的有效方法。在这篇论文中，一些研究被引用过来，并将以发展的观点对在该技术领域的研究进行阐述。关键词：地面电气控制工程；建筑机器人；土壤与机械的相互作用；地面条件评价；机械控制1介绍作为以加工如土壤,砂砾,岩石等等为对象的建筑机械的操作者，应大体上对地面的状况作出评价，并针对该条件作出最合适的运作方法。当建筑机器人在工地做同样的工作时，他应具有评价地面状况，并由此决定最好的自我控制方法的功能。建筑机器人所具有的地面条件评价和自我进行控制加工过程的功能有望在未来的几年中成为最重要的功能。作者认为，在“地面电气控制工程”技术领域中，地面技术与电气控制技术相结合，而“电气控制技术”是一种用电气控制机械的技术领域。在“地面电气控制工程”的领域中，一台建筑机器可以辨别出土壤和岩石，并自动评价他们的特性和2地面的条件状况，同时最大限度的确定用以控制地面和机器相互作用的有效方法。在这篇论文中，一些研究被引用过来，并将以发展的观点对在该技术领域的研究进行阐述。2.地面电气控制工程在DJM方法中的应用2.1.喷射混合方法喷射混合方法(DJM)是一种代表性的方法，被用来改善建筑施工现场场地的深软土壤。图1和2分别展示出了用于DJM中的机器结构和该机器的施工过程,搅拌叶片附着在一绕轴线旋转的正方形钢管上，它被旋转着驱动到地下，当叶片接触到坚硬的地层时，他们被反转拔出，再此过程中，一种化学药剂混合物刀刃大使随员到正方形钢管是旋转在管的轴和是受驱策的到地面，之后刀刃达到坚挺的土壤层,他们是拔出地面的。化学的代理是然后送向下的穿用高压空气沿正方形管道注入到柔软地层中。这种试剂与软土壤混合并其中的水分发生化学反应生成一种坚固的圆柱状物。这种方法坚固土壤，还用于做各种不同结构的地基。在DJM方法中，需要开发一种控制系统，该系统能够根据地面土壤状况来控制使化学药剂的注入总量达到最优，从而有效的使生成的坚硬柱状物的各部分成分一致。在“地面电气控制工程”技术领域中，作者建议具有在建筑施工过程中对地面土壤状况可以进行适时性评价的系统应有效的被应用到机械的自我控制和建筑施工的最优化设计中来。2.2.地面评价在DJM方法在DJM方法,从测量机械的载荷和测量控制机械的参数可以适时性评价出地面土壤的特性。前者是作用在叶片上的搅拌扭矩和穿透抵抗力，后者是叶片的搅拌旋转速度和穿透速度。为完成地面评价系统，地面条件与机械载荷的关系以及机器的控制参数对该关系的作用必须要知道清楚。在这个问题上，有两种普通的方法，被应用到评3价过程中，用以来对待不明的地面条件和地面与机器的交互作用中1。第二种方法是，运用土壤的切削理论进行理论讨论来研究土壤的特性和旋转扭矩的关系2。4在本论文中，用后者的方法来解释，因此，在理论上地面土壤的特性用混合旋转扭矩模T和穿透速度v来评价。2.3.土壤切断图3给出了切削土壤的切削刀刃的草图，Hata3提出了关于水平切削阻力Ha的经验关系式如下：Ha=1.82*B*t2*RS10_ma+B*b*(dt/dx)tan,B代表刀片的宽度(m)，t是刀刃的高度(m),x是水平移动刀刃的距离(m),RS是特定的切断反抗阻力(N/m3),a是刀刃倾斜角(rad),b是穿透反抗阻力的系数(N/m2),是土壤和刀刃之间的摩擦角(rad),m是与土壤有关的常数。右边第一部分表示当水平切削土壤时的切断，第二部分是刺入地面时作用在刀尖上的反抗阻力，特殊切断反抗阻力RS在等式(1)中表示为土壤对刀具的抵抗力，尽管它经常在原地点测试出，然而它也通过等式(2)用内摩擦角()和土壤的粘着力c(N/m2)表示。和c的值与标准穿透测试值(N值)有关，用等式(3)和(4)表示.RS=CR*(c+p(z)tan)=(20N)0.5+15