Konštrukcie majúce takúto skladbu skracujú čas potrebný na konštrukčnú a technologickú prípravu výroby, znižujú výrobné náklady, zjednodušujú samotný výrobný proces a zlepšujú tiež konkurencie schopnosť výrobku na trhu. Predpokladom efektívnej integrácie novej konštrukcie do stávajúceho výrobného reťazca podniku je jej flexibilita a schopnosť prispôsobiť sa rôznym požiadavkám používateľov, teda umožňovať tvorbu variánt typov strojov, ktoré sú súčasťou konkrétnych stavebných alebo veľkostných radov. Modulárne systémy sú koncipované na báze úplných funkčných jednotiek, umožňujú-cich zostavovanie rôznych konštrukcií s odpovedajúcimi, vopred definovanými technickými parametrami, garantovanou kvalitou, spoľahlivosťou a bezpečnosťou. Takéto riešenia sú v konečnom dôsledku tiež predpokladom vytvárania tkz. platformy, zahrňujúcej čo najväčší počet základných stavebných modulov spoločných pre výrobky tvoriace aktuálny výrobný program. Túto možno považovať za východisko pre efektívny návrh v zmysle požiadaviek používateľa s pozitívnym dopadom na rozhodujúce ekonomické ukazovatele podniku.
V období posledných pätnástich rokov sa u popredných firiem zaoberajúcich sa vývojom mobilných pracovných strojov objavili nové koncepcie strojov, označované ako teleskopické terénne manipulátory. Túto skupinu možno charakterizovať ako univerzálne pracovné stroje určené na manipuláciu s rôznymi druhmi materiálov, pričom využívajú široký sortiment prídavných pracovných zariadení. Navrhovanie konštrukcií teleskopických manipulátorov využiteľných nielen v oblasti stavebníctva (ale tiež v agrosektore, komunálnej sfére, drevospracujúcom priemysle a podobne) si vyžaduje poznanie východiskových kritérií, získaných z porovnania hlavných technických parametrov v súčasnosti vyrábaných a na trhu dostupných manipulátorov. Stanovenie optimálnych hodnôt technických parametrov strojov na základe istých skúseností možno dosiahnuť objektívnymi systémovými metódami ako je teória podobnosti a fyzikálneho modelovania. Táto metóda je v odbore zemných strojov aplikovaná pre proces ťažby a rozrušovania zemín na skupinu rýpadiel a nakladačov. Jej aplikácia na skupinu teleskopických manipulátorov, ktoré sú v oblasti mobilných pracovných strojov najmladšou skupinou, prináša v tejto oblasti dôležité nové poznatky. Vzhľadom na premenlivosť pomerov v ponuke strojov na trhu možno predpokladať, že získané výsledky však nie sú konečné a v budúcnosti je potrebné znova venovať pozornosť ich verifikácii v súlade s vývojom v tejto oblasti. Pri určovaní kritérií podobnosti vzťahujúcich sa na skupinu teleskopických manipulátorov treba zohľadňovať zvláštnosti ich pracovného režimu, ktorý sa vyznačuje premenlivosťou zaťaženia, častými zmenami smeru jazdy, náhlym zaťažovaním a výmenou pracovného zariadenia. Určenie a stanovenie kritérialných závislosti hlavných technických parametrov manipulátorov bolo realizované na základe konkrétnej požiadavky pomocou teórie podobnosti a rozmerovej analýzy, pri ktorých sa vychádza z komplexnej podobnosti, ktorá vystihuje celkový charakter podobnosti javov. Podmienkou teórie podobnosti je, že všetky odvodené kritéria musia byť v bezrozmernom tvare. Uvedené kritéria podobnosti, resp. simplexy boli odvodené z podmienky stability manipulátora, podmienky medznej adhézie a z rozmerovej analýzy. V danom prípade bola využitá rozmerová analýza pri porovnávaní parametrov motora s parametrami stroja a pri určovaní rozmerových charakteristík stroja. Treba poznamenať, že rozsah vytypovaných parametrov bol podmienený údajmi, ktoré výrobcovia vo všeobecnosti uvádzajú v dostupnej firemnej literatúre. Kvantifikácia odvodených kritérií podobnosti a simplexov bola realizovaná na skupine v súčasnosti vyrábaných a dostupných teleskopických manipulátorov. Základnú ponuku na trhu tvorí asi 30 firiem, ktoré vyrábajú viac ako 190 typov manipulátorov. Údaje zhromaždené o tejto skupine strojov boli zosumarizované do tabuliek a bola vytvorená základná databáza sledovaných technických parametrov pre štatistické zhodnotenie. Určujúce parametre boli získané z najnovšej firemnej literatúry, sú ľahko kontrolovateľné a je zaručená aj ich hodnovernosť. Pre určenie funkčných závislostí a ich predpokladané následné praktické využitie boli vytypované tieto technické parametre teleskopických terénnych manipulátorov:
- menovitá nosnosť, mb,lnom (kg)
- maximálna nosnosť, mb,lmax (kg)
- výkon motora, P (kW)
- celková hmotnosť, mc (kg)
- maximálny dosah, lmax (m)
- menovitý dosah, lnom (m)
- rázvor, rA (m)
- rozchod, r0 (m)
- polomer zatáčania, R (m).
Odvodené kritériá podobnosti a simplexy boli účelovo označené pomocou symboliky, ktorá zohľadňuje hlavne základné konštrukčné znaky manipulátorov πnx,yz, kde:
n – je poradové číslo kritéria, alebo simplexu 1, ..., 7,
x – triedenie podľa konštrukčných zvláštností charakterizované nasledovnými symbolmi:
1, 2, 3, – počet dielov teleskopického výložníka,
K – súbor manipulátorov s krabím chodom,
C – celý sledovaný súbor,
yz – použitý druh stabilizácie charakterizovaný nasledovnými symbolmi:
00 – bez aretácie zadnej nápravy a bez modulu stabilizačných podpier vpredu,
A0 – s aretáciou zadnej nápravy a bez modulu stabilizačných podpier vpredu,
0S – bez aretácie zadnej nápravy a s modulom stabilizačných podpier vpredu,
AS – s aretáciou zadnej nápravy a s modulom stabilizačných podpier vpredu.
S použitím uvedenej symboliky boli vyjadrené funkčné závislosti a koeficienty korelácie pre reálne kritéria podobnosti a simplexy uvedené v tab. 1. Verifikácia teoreticky odvodených kritérií a simplexov bola realizovaná metódou štatistického vyhodnotenia a regresnej analýzy. Pre posúdenie odvodených závislostí bola preložená každým súborom regresná priamka, ktorej koeficient korelácie charakterizuje stupeň tesnosti lineárnej závislosti medzi náhodnými premennými.
| Kritérium podobnosti, simplex πnx,yz [-] | Funkčná závislosť | Koeficient korelácie R [-] |
| π12,00 | mc=2,3367mb,lmax+3086,5 | 0,9022 |
| π12,A0 | mc=2,2301mb,lmax+3663,6 | 0,9464 |
| π13,0S | mc=1,1445mb,lmax+6983,9 | 0,8697 |
| π22,00 | a=0,1639lmax+0,5063 | 0,8374 |
| π22,A0 | a=0,0696lmax+1,0644 | 0,8269 |
| π23,0S | a=0,0765lmax+0,57269 | 0,8324 |
| π412,00 | mc=2,2088mb,lnom+545,65 | 0,9093 |
| π412,A0 | mc=2,1342mb,lnom+984,08 | 0,9319 |
| π413,0S | mc=0,9647mb,lnom+5877,8 | 0,8379 |
| π5C | mcg=1,1808P+1002,1 | 0,8221 |
| π6K | r0=0,6267rA+0,2312 | 0,8776 |
| π7K | r0=0,4415r+0,1893 | 0,9011 |
Pri vytváraní nových konštrukcií mobilných pracovných strojov projektant často vychádza z porovnania s existujúcimi podobnými konštrukciami. Proces kreovania konkrétneho mobilného pracovného stroja určeného na realizáciu používateľom požadovanej pracovnej technológie sa však musí opierať o objektívne vstupné informácie. Tieto možno získať práve štatistickým spracovaním a vyhodnotením parametrov existujúcich strojov. Na základe takto získaných výsledkov je možné vytvoriť databázu vstupných údajov pre konkretizáciu všeobecných kritérií podobnosti. Takto určené základné technické parametre slúžia projektantovi pri spresnení vstupných údajov a objektivizácií najmä úvodných fáz procesu konštruovania.
