張 磊，東 榮，張明珍，趙延禮

（中聯(lián)重科股份有限公司渭南分公司，陜西 渭南 714000）

為響應我國應急破拆技術及救援裝備發(fā)展的戰(zhàn)略需求，解決現(xiàn)有破拆救援設備存在的“災害環(huán)境適應性差、作業(yè)精度不高、易造成二次建筑物坍塌、作業(yè)工具功能單一、智能化程度低”等突出問題，開發(fā)一種具備作業(yè)半徑大、作業(yè)高度高、重載荷等特點的大型多用途破拆救援裝備，實現(xiàn)破拆、挖掘、搬運、起重、救援等多種作業(yè)任務，用于滿足大型建筑物坍塌災害現(xiàn)場救災需求。

1 大型破拆裝備項目提出的背景及意義

大型破拆救援裝備主要針對多種災害現(xiàn)場的救援實際需求，滿足大型建筑物坍塌災害現(xiàn)場救援對于作業(yè)半徑大、作業(yè)高度高、重載荷的一類大型多用途破拆救援裝備的需求，實現(xiàn)破拆、挖掘、搬運、起重、救援等多種作業(yè)任務。

進入本世紀以來，全球范圍大震頻發(fā)，發(fā)生7級以上地震263次，其中在中國大陸及近海就發(fā)生9次，造成了數(shù)萬人死亡。滿足救災所以研發(fā)出適用于復雜地面條件和災害環(huán)境，具備破拆、挖掘、起重、搬運、舉高等多種功能的超高程、遠距離、重荷載的大型破拆裝備迫在眉睫。

2 破拆裝備總體設計

大型破拆救援裝備區(qū)別于普通工程機械的關鍵是要求一種設備完成多種工程機械的所有功能，能為其他小型救援設備提供電力及液壓動力源，作業(yè)控制精度要求高，能夠有很強的災害環(huán)境適應性。

2.1 總體結構形式

針對破拆的作業(yè)要求，本設備下部車體總成采用履帶式液壓挖掘機結構，上部工作裝置部分采用鉸接式3節(jié)臂結構，前端作業(yè)屬具與斗桿之間采用快換連接裝置連接。

以上結構特點可以滿足多功能破拆救援一體化裝備要求。履帶式挖機底盤適用于比較復雜地形工況，災害現(xiàn)場環(huán)境相對復雜，主要優(yōu)點體現(xiàn)在支撐面積大，接地比壓小，適合在松軟或泥濘場地作業(yè)，下陷小，滾動阻力也小，通過性能較??；履帶支撐面上有履刺，不易打滑，牽引附著性能好，有利于發(fā)揮較大的牽引力；工作裝置采用3節(jié)臂結構滿足作業(yè)半徑大、作業(yè)高度高，作業(yè)范圍內(nèi)到達同一位置的路徑多于雙節(jié)臂，相對靈活；快換連接裝置能保證屬具換裝省力省時，前端作業(yè)屬具有液壓剪、破碎錘、液壓抓斗、載人平臺、起吊裝置等，保證了一體化作業(yè)的可行性。

圖1 破拆裝備結構圖

2.2 總體參數(shù)

表1 總體參數(shù)

2.3 樣機作業(yè)性能測試

大型多功能破拆救援機采用快換裝置實現(xiàn)多種作業(yè)功能切換，快換接頭使得油管連接快速便捷，作業(yè)功能迅速切換。

3 破拆裝備研究內(nèi)容及產(chǎn)品特點

一機多能：大型多功能破拆救援一體化裝備首次實現(xiàn)破拆、起重、搬運、載人等多種作業(yè)功能一體化。智能化的液壓動力源系統(tǒng)可實現(xiàn)自主控制的小型多功能手持液壓工具的精細化作業(yè)。

作業(yè)屬具的自動識別技術：控制系統(tǒng)能自動識別所安裝的作業(yè)屬具類型，自動啟動相應的作業(yè)功能，并對應不同的安全控制模式，簡化駕駛員的操作過程，防止人為選擇錯誤而造成的安全隱患。

動態(tài)防傾翻安全控制技術：通過臂架姿態(tài)和負載檢測實時計算運動過程中的傾翻力矩，根據(jù)不同模式下設定的不同安全系數(shù)，實時計算幅度報警值和限幅值，進行報警和動作限制。

機器人化運動軌跡控制技術：采用機器人運動控制中的軌跡規(guī)劃和關節(jié)插補方法，對多關節(jié)的臂架運動進行軌跡優(yōu)化計算，實現(xiàn)在考慮速度/加速度平滑變化的條件下臂架連續(xù)運動的平穩(wěn)性，提高作業(yè)的安全性。

實時節(jié)能優(yōu)化控制技術：根據(jù)機器的運動狀態(tài)和載荷情況，結合發(fā)動機的輸出特性，對發(fā)動機的轉速和輸出力矩進行優(yōu)化計算，實現(xiàn)對發(fā)動機的實時控制，在保障作業(yè)功能的前提下降低發(fā)動機的能耗。

4 結束語

通過對大型破拆救援設備的研究，成功開發(fā)出大型多功能破拆救援一體化裝備樣機，研制出多種多功能救援屬具，自主開發(fā)出一套智能控制安全系統(tǒng)，整機實現(xiàn)智能控制和安全控制。該產(chǎn)品的研制將提高我國大型破拆救援裝備的智能化水平，填補我國大型多功能破拆救援裝備的空白，為大型建筑物坍塌災害現(xiàn)場救援提供更加快捷的方法，提高了救援效率，將我國高端工程裝備制造技術提升至國際先進水平。

［1］GB/T 9465-2008. 高空作業(yè)車［S］.

［2］GB/T 3811-2008. 起重機設計規(guī)范［S］.

［3］ 同濟大學. 單斗液壓挖掘機［M］. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986.