Do badań stanowiskowych wybrany został kombajn chodnikowy R–130, który przygotowany został przez producenta (firmę FAMUR S.A.) do zabudowy czujników pomiarowych na stanowisku badawczym. Dla potrzeb pomiaru i rejestracji charakterystyk dynamicznych oraz przebiegu parametrów pracy kombajnu chodnikowego podczas realizacji procesu urabiania zaprojektowano tory pomiarowe oraz dokonano konfiguracji zastawu czujników oraz układu do akwizycji, przetwarzania i archiwizacji danych pomiarowych. Układ pomiarowy tworzą 74 tory pomiarowe.
Tory pomiarowe umożliwiają jednoczesny, ciągły w czasie pomiar i rejestrację cyfrową z częstotliwością 4 kHz charakterystyk dynamicznych kombajnu chodnikowego, takich jak:
- składowe obciążenia trzech noży zainstalowanych na głowicy urabiającej,
- moment obrotowy i prędkość kątowa na wale wirnika silnika w napędzie głowic urabiających,
- przebiegi parametrów zasilania hydraulicznego siłowników wychylania wysięgnika (ciśnienie, natężenie przepływu oleju hydraulicznego),
- przyspieszenia drgań w wytypowanych węzłach konstrukcyjnych kadłuba kombajnu, obrotnicy i wysięgnika,
- reakcje w punktach podparcia kombajnu,
- parametry zasilania elektrycznego silnika w układzie urabiania (napięcie zasilania, natężenie prądu, moc czynna elektryczna zużywana w procesie urabiania),
oraz monitorowanie położenia i prędkości przemieszczania głowic urabiających podczas urabiania dla potrzeb identyfikacji parametrów ruchowych kombajnu, w tym: zabioru, wysokości urabianych warstw oraz położenia głowic urabiających na powierzchni urabianego bloku cementowo–piaskowego.
Dla potrzeb pomiaru obciążenia dynamicznego noży, głowice urabiające wyposażone w specjalnej konstrukcji uchwyty pomiarowe z zabudowanymi trójosiowymi czujnikami siły firmy Kistler. Czujniki te współpracują z mobilnym układem pomiarowo–rejestrującym zabudowanym wewnątrz głowicy urabiającej.
Wszystkie sygnały pomiarowe z układu pomiarowego doprowadzone zostały do szafy pomiarowej, w której zlokalizowany jest układ do akwizycji, przetwarzania i rejestracji sygnałów pomiarowych. Dla potrzeb przetwarzania i rejestracji danych pomiarowych zastosowano wysokiej klasy, dedykowany komputer pomiarowy firmy National Instruments PXIe1071 z jednostką centralną PXIe–8820, stanowiącą kompletny komputer klasy PC z dedykowanym systemem operacyjnym i zainstalowanym programem LabView. Archiwizacja danych dokonywana jest z wykorzystaniem macierzy dyskowej NAS wraz z serwerem do zarządzania danymi firmy SYNOLOGY o pojemności 10 TB, zabudowanej w szafie pomiarowej. Zarządzanie procesem pomiarowym, akwizycja i przetwarzanie sygnałów pomiarowych na stanowisku operatora systemu pomiarowego realizowana jest w programie pomiarowym napisanym w środowisku LabView.
Stanowisko doświadczalne wyposażone jest w układ pomiarowy do optycznego śledzenia położenia noży urabiających w przestrzeni trójwymiarowej. Zbudowany na bazie dwóch ka-mer szybkich PHANTOM MIRO 120 pracujących w układzie fotogrametrycznym. Umożliwiają one rejestrację obrazu z częstotliwością dostosowaną do potrzeb wynikających z analizy dynamiki kombajnu chodnikowego. Analiza 3D położenia i ruchu noży na głowicy urabiającej, na podstawie zarejestrowanych przez kamery obrazów, dokonywana jest w oprogramowania TEMA Motion 3D.
Dla potrzeb określenia energochłonności urabiania wyznacza się wydajność procesu urabiania w oparciu o pomiar przekroju poprzecznego skrawów wykonanych głowicami urabiającymi kombajnu chodnikowego. Wykorzystuje się w tym celu modele 3D uzyskane w wyniku skanowania powierzchni urabianej. Skanowanie urabianej powierzchni realizowane jest za pomocą skanera geodezyjnego FARO Focus3D, zaś przetwarzanie danych pomiarowych – w oprogramowaniu Geomagic Design X.
