Gerris USV - noldan gidrodrone!

Bugungi kunda "Ustaxonada" biroz kattaroq loyiha haqida - ya'ni, masalan, batimetrik o'lchovlar uchun ishlatiladigan uchuvchisiz kema haqida. Radio boshqariladigan versiyaga moslashtirilgan birinchi katamaranimiz haqida “Yosh texnik”ning 6 yil 2015-sonida o‘qishingiz mumkin. Bu safar MODELmaniak jamoasi (Vrotslavdagi Kopernik model ustaxonalari guruhiga aʼzo boʻlgan tajribali modelerlar guruhi) shagʻal sharoitlariga yanada moslashgan suzuvchi oʻlchov platformasini noldan loyihalashdek doʻstona muammoga duch keldi. karer, mustaqil versiyaga kengaytirilishi mumkin, bu operatorga ko'proq nafas olish imkoniyatini beradi.

Moslashtirish bilan boshlandi...

Biz bu muammoga bir necha yil oldin aktuatorlarni joriy qilish imkoniyati haqida so'rashganda duch keldik. radio boshqaruviga moslashish trailed batimetrik (ya'ni, suv havzalarining chuqurligini o'lchash uchun ishlatiladigan o'lchov platformasi).

1. O'lchov platformasining birinchi versiyasi, faqat RC versiyasiga moslashtirilgan

2. Birinchi gidrodronning drayverlari biroz o'zgartirilgan akvarium invertorlari edi - va ular juda yaxshi ishladilar, garchi ular aniq "qurilish qarshiligiga" ega bo'lmasalar ham.

Simulyatsiya vazifasi prefabrik PE cho'zilgan zarbali kalıplama floatlari (RSBM - PET shishalariga o'xshash) uchun aktuatorlarni loyihalash va ishlab chiqarish edi. Ishlash shartlari va mavjud variantlarni tahlil qilgandan so'ng, biz juda g'ayrioddiy echimni tanladik - va suv chizig'i ostidagi korpuslarga xalaqit bermasdan, biz akvarium sirkulyator-inverterlarini 360 ° aylantirish va ko'tarish qobiliyatiga ega haydovchilar sifatida o'rnatdik (masalan, , to'siq urilganda yoki tashish paytida) . Alohida nazorat qilish va elektr ta'minoti tizimi tomonidan qo'shimcha ravishda qo'llab-quvvatlanadigan ushbu yechim, hatto bo'limlardan biri (o'ng yoki chap) ishlamay qolgan taqdirda ham nazorat qilish va operatorga qaytish imkonini berdi. Yechimlar shu qadar muvaffaqiyatli bo'ldiki, katamaran hali ham ishlamoqda.

3. O'z loyihamizni tayyorlashda biz batafsil tahlil qildik (ko'pincha shaxsan!) Ko'pgina shunga o'xshash echimlar - bu rasmda nemis ...

4....mana bir amerikalik (va yana bir necha o'nlab). Biz ko'p qirrali bo'lmagan yagona korpuslarni va pastki qismidan pastga chiqadigan disklarni ishlatish va tashishda potentsial muammoli deb rad etdik.

Biroq, kamchilik disklarning suvning ifloslanishiga nisbatan sezgirligi edi. Favqulodda qirg'oqqa suzgandan so'ng, rotordan qumni tezda olib tashlashingiz mumkin bo'lsa-da, u erga tushirish va pastga yaqin suzishda bu jihatga ehtiyot bo'lishingiz kerak. Chunki u o'lchash imkoniyatlarini kengaytirishni o'z ichiga oladi va shu vaqt ichida u ham kengaydi. gidrodron doirasi (daryolarda) bizning do'stimiz ushbu maqsad uchun maxsus ishlab chiqilgan platformaning yangi ishlab chiqish versiyasiga qiziqish bildirdi. Biz ushbu vazifani o'z zimmamizga oldik - studiyamizning didaktik profiliga muvofiq va shu bilan birga ishlab chiqilgan echimlarni amalda sinab ko'rish imkoniyatini berdik!

5. Tez yig‘iladigan modulli korpuslar o‘zining ko‘p qirraliligi va tashish qulayligi bilan juda ilhomlantirdi 3 (foto: ishlab chiqaruvchining materiallari)

Gerris USV - texnik ma'lumotlar:

• Uzunlik/kenglik/balandlik 1200/1000/320 mm

• Qurilish: epoksi shisha kompozit, alyuminiy birlashtiruvchi ramka.

• Siqilish: 30 kg, shu jumladan yuk ko'tarish qobiliyati: kamida 15 kg

• Drayv: 4 ta BLDC motor (suv bilan sovutilgan)

• Ta'minot kuchlanishi: 9,0 V… 12,6 V

• Tezlik: ish: 1 m/s; maksimal: 2 m/s

• Bitta quvvatlanishda ish vaqti: 8 soatgacha (ikkita 70 Ah akkumulyator bilan)

• Loyiha veb-sayti: https://www.facebook.com/GerrisUSV/

Mashqlar davom etdi - ya'ni yangi loyiha uchun taxminlar

O'z versiyamizni ishlab chiqishda biz o'z oldimizga qo'ygan asosiy tamoyillar quyidagilar edi:

• ikki korpusli (birinchi versiyada bo'lgani kabi, aks-sadosi bilan aniq o'lchovlarni olish uchun zarur bo'lgan eng katta barqarorlikni kafolatlaydi);
• ortiqcha haydovchi, quvvat va boshqaruv tizimlari;
• og'irligi min bo'lgan bort uskunasini o'rnatish imkonini beruvchi joy o'zgartirish. 15 kg;
• tashish va qo'shimcha transport vositalari uchun oson demontaj;
• oddiy yengil avtomashinada, hatto yig'ilganda ham tashish imkonini beruvchi o'lchamlar;
• shikastlanishdan va ifloslanishdan himoyalangan, korpusni aylanib o'tishda takrorlangan drayvlar;
• platformaning universalligi (uni boshqa ilovalarda ishlatish imkoniyati);
• mustaqil versiyaga yangilash imkoniyati.

6. Loyihamizning asl nusxasi modulli qismlarga boʻlinishni oʻz ichiga olgan boʻlib, turli texnologiyalardan foydalangan holda qurilgan, ammo ular mashhur bloklar kabi oson yigʻilib, turli maqsadlarda qoʻllanilishi mumkin edi: radio boshqariladigan qutqaruv modellaridan, USV platformalari orqali, elektr pedalli qayiqlargacha.

Dizayn va texnologiya, ya'ni xatolardan o'rganish (yoki san'atdan uch baravar ko'p)

Avvaliga, albatta, tadqiqotlar bor edi - shunga o'xshash dizaynlar, echimlar va texnologiyalarni qidirish uchun Internetda ko'p vaqt sarflandi. Ular bizni juda ilhomlantirdilar gidrodroniya turli xil ilovalar, shuningdek, o'z-o'zini yig'ish uchun modulli kayaklar va kichik yo'lovchi qayiqlari. Birinchi bo'lib biz qurilmaning ikki korpusli sxemasining qiymatini tasdiqladik (lekin ularning deyarli barchasida pervanellar dengiz tubida joylashgan edi - ularning aksariyati toza suvlarda ishlash uchun mo'ljallangan). Modulli yechimlar sanoat kayaklari bizni model korpusini (va ustaxona ishini) kichikroq qismlarga bo'lish haqida o'ylashga undadi. Shunday qilib, loyihaning birinchi versiyasi yaratildi.

7. Jakobsche muharriri tufayli keyingi 3D dizayn variantlari tezda yaratildi - filament bosib chiqarish texnologiyasida amalga oshirish uchun zarur bo'lgan (tananing dastlabki ikki va oxirgi ikki segmenti tegishli printerlarning chop etish maydoni cheklovlarining natijasidir).

Dastlab biz aralash texnologiyani qabul qildik. Birinchi prototipda kamon va orqa qismlar biz topadigan eng mustahkam materialdan (akrilonitril-stirol-akrilat - qisqacha ASA) tayyorlanishi kerak edi.

8. Modul ulanishlarining kutilgan aniqligi va takrorlanishi bilan o'rta qismlar (yarim metr uzunlikdagi, oxir-oqibat ham bir metr) tegishli uskunani talab qildi.

9. Bizning eng yaxshi plastmassa texnologimiz birinchi ekstremal ASA elementi chop etilishidan oldin bir qator sinov modullarini yaratdi.

Oxir-oqibat, kontseptsiyani isbotlagandan so'ng, keyingi holatlarni tezroq amalga oshirish uchun biz laminatsiya uchun qoliplarni yaratish uchun tuyoq sifatida foydalanishni ham ko'rib chiqdik. O'rta modullarni (uzunligi 50 yoki 100 sm) plastik plitalardan yopishtirish kerak edi - buning uchun bizning haqiqiy uchuvchimiz va plastmassa texnologiyasi bo'yicha mutaxassisimiz - Krzysztof Shmit ("Ustaxonada" o'quvchilariga ma'lum, shu jumladan hammuallif sifatida () MT 10 / 2007) yoki radio boshqariladigan mashina-amfibiya-bolg'a (MT 7/2008).

10. Yakuniy modullarni chop etish xavfli darajada uzoq davom etdi, shuning uchun biz ijobiy tana shablonlarini yaratishni boshladik - bu erda klassik, qaytarilgan versiyada.

11. Kontrplak qoplamasi biroz bo'yash va yakuniy bo'yashni talab qiladi - ammo, ma'lum bo'lishicha, bu navigatsiya brigadasi muvaffaqiyatsizlikka uchragan taqdirda yaxshi himoya edi ...

Yangi modelning 3D dizayni chop etish uchun, Bartłomiej Jakobsche tomonidan tahrirlangan (uning 9D elektron loyihalar bo'yicha bir qator maqolalarini "Młodego Technika" jurnalining 2018-2-2020 yildagi sonlarida topishingiz mumkin). Ko'p o'tmay biz fyuzelajning birinchi elementlarini chop etishni boshladik - lekin keyin birinchi qadamlar boshlandi ... To'g'ri chop etish biz kutganimizdan ancha uzoq davom etdi va odatdagidan ancha kuchliroq materialdan foydalanish natijasida qimmatbaho nuqsonlar bor edi ...

12. ...XPS ko'pikli korpusidan va CNC texnologiyasidan shunga o'xshash tuyoq yasagan.

13. Ko'pikli yadroni ham tozalash kerak edi.

Qabul qilish sanasi qo'rqinchli darajada tez yaqinlashganda, biz modulli dizayndan uzoqlashishga qaror qildik va Qattiq va yaxshi ma'lum bo'lgan laminat texnologiyasi uchun 3D bosib chiqarish - va biz har xil turdagi ijobiy naqshlar (tuyoqlar) ustida parallel ravishda ikkita jamoada ishlay boshladik. uy-joy: an'anaviy (qurilish va kontrplak) va ko'pik (katta CNC router yordamida). Ushbu poygada Rafal Kovalchik boshchiligidagi "yangi texnologiyalar jamoasi" (darvoqe, radio boshqariladigan modellar konstruktorlari bo'yicha milliy va jahon tanlovlarida multimedia pleyeri, shu jumladan tasvirlangan "Ustaxonada" hammuallifi 6/ 2018) ustunlikka erishdi.

14. ... manfiy matritsa hosil qilish uchun mos bo'l ...

15. ... tez orada birinchi shisha epoksi suzuvchi bosma nashrlar yaratilgan. Suvda aniq ko'rinadigan bitta jel qoplamasi ishlatilgan (biz modullardan allaqachon voz kechganimiz sababli, ikki rangli bezaklar bilan ishlashga aralashish uchun hech qanday sabab yo'q edi).

Shu sababli, ustaxonaning keyingi ishi Rafalning uchinchi dizayn yo'lidan bordi: ijobiy shakllarni yaratishdan boshlab, keyin salbiy - epoksi-shisha qutilar izlari orqali - tayyor IVDS platformalariga (): birinchidan, to'liq jihozlangan prototip. , keyin esa birinchi seriyaning yanada rivojlangan nusxalari. Bu erda korpusning shakli va detallari ushbu texnologiyaga moslashtirildi - tez orada loyihaning uchinchi versiyasi o'z rahbaridan o'ziga xos nom oldi.

16. Ushbu ta'lim loyihasining taxmini ommaviy foydalanish mumkin bo'lgan, modellashtirish uskunalari edi - lekin bu biz darhol har bir element uchun bir fikr bor edi, degani emas - aksincha, bugungi kunda u qancha konfiguratsiyalar harakat qilingan hisoblash qiyin - va dizaynni takomillashtirish shu bilan tugamadi.

17. Bu ishlatiladigan akkumulyatorlarning eng kichigi - ular platformani ish yuki ostida to'rt soat ishlashiga imkon beradi. Imkoniyatlarni ikki baravar oshirish imkoniyati ham mavjud - xayriyatki, xizmat ko'rsatish lyuklari va katta suzish ko'p narsaga imkon beradi.

Gerris USV - jonli, ishlaydigan bola (va aqli bilan!)

Garris Bu otlarning lotincha umumiy nomi - ehtimol taniqli hasharotlar, ehtimol, keng tarqalgan oyoq-qo'llari bilan suv bo'ylab yugurishadi.

Maqsadli gidrodrone korpuslari Ko'p qatlamli shisha epoksi laminatdan ishlab chiqarilgan - mo'ljallangan ishning qattiq, qumli / shag'alli sharoitlari uchun etarlicha kuchli. Ular o'lchash asboblarini (aks-sadosi, GPS, bort kompyuteri va boshqalar) o'rnatish uchun toymasin (qoralama sozlashni osonlashtirish uchun) nurlari bilan tez demontaj qilingan alyuminiy ramka bilan bog'langan. Tashish va foydalanishda qo'shimcha qulayliklar ishlarning konturlarida keltirilgan. Disklar (har bir float uchun ikkita). Dual motorlar, shuningdek, kichikroq pervanellar va ko'proq ishonchlilikni anglatadi, shu bilan birga sanoat motorlariga qaraganda ko'proq simulyatsiyadan foydalanish imkoniyatiga ega.

18. Dvigatellar va elektr qutisi bilan salonga qarash. Ko'rinadigan silikon trubka suv sovutish tizimining bir qismidir.

19. Birinchi suv sinovlarida biz katamaran mo'ljallangan ish sharoitlariga mos kelishi uchun korpuslarni tortdik - lekin platforma buni uddalay olishini allaqachon bilardik!

Keyingi versiyalarda biz turli xil qo'zg'alish tizimlarini sinovdan o'tkazdik, ularning samaradorligi va kuchini asta-sekin oshirdik - shuning uchun platformaning keyingi versiyalari (ko'p yillar oldingi birinchi katamarandan farqli o'laroq) xavfsiz tezlikka ega bo'lgan har bir Polsha daryosining oqimiga ham bardosh bera oladi.

20. Asosiy to'plam - bitta (hali bu erda ulanmagan) sonar bilan. Foydalanuvchi tomonidan buyurtma qilingan ikkita o'rnatish nurlari, shuningdek, o'lchash moslamalarini ko'paytirishga imkon beradi va shu bilan o'lchovlarning ishonchliligini oshiradi.

21. Ish muhiti odatda juda loyqa suvli shag'aldir.

Jihoz 4 dan 8 soatgacha uzluksiz ishlashga mo'ljallanganligi sababli, quvvati 34,8 Ah (yoki keyingi versiyada 70 Ah) - har bir holatda bittadan. Bunday uzoq ish vaqti bilan, uch fazali motorlar va ularning boshqaruvchilarini sovutish kerakligi aniq. Bu pervanellarning orqasidan olingan odatiy modellashtirish suv sxemasi yordamida amalga oshiriladi (qo'shimcha suv nasosi keraksiz bo'lib chiqdi). Suzuvchilar ichidagi harorat tufayli yuzaga kelishi mumkin bo'lgan nosozlikdan boshqa himoya - bu operatorning boshqaruv panelidagi parametrlarni telemetrik o'qish (ya'ni, zamonaviy simulyatsiyalarga xos transmitter). Muntazam ravishda, xususan, vosita tezligi, ularning harorati, regulyatorlarning harorati, ta'minot akkumulyatorlarining kuchlanishi va boshqalar tashxis qilinadi.

22. Bu silliq kesilgan modellar uchun joy emas!

23. Ushbu loyihani ishlab chiqishning navbatdagi bosqichi avtonom boshqaruv tizimlarining qo'shilishi bo'ldi. Rezervuarni kuzatgandan so'ng (Google xaritasida yoki qo'lda - o'lchangan rezervuarning kontur birligi atrofidagi oqimga ko'ra), kompyuter taxminiy parametrlar bo'yicha marshrutni qayta hisoblab chiqadi va avtopilotni bitta kalit bilan yoqgandan so'ng, operator qulay ishlashi mumkin. qo'lida alkogolsiz ichimlik bilan qurilmaning ishlashini kuzatish uchun o'tiring ...

Butun kompleksning asosiy vazifasi suv chuqurligini o'lchash natijalarini alohida geodezik dasturda o'lchash va saqlashdan iborat bo'lib, ular keyinchalik interpolyatsiya qilingan umumiy rezervuar sig'imini aniqlash uchun ishlatiladi (va shunday qilib, masalan, tanlangan shag'al miqdorini tekshirish uchun). oxirgi o'lchov). Ushbu o'lchovlar qayiqni qo'lda boshqarish (odatiy masofadan boshqariladigan suzuvchi model bilan bir xil) yoki kalitning to'liq avtomatik ishlashi orqali amalga oshirilishi mumkin. Keyin harakatning chuqurligi va tezligi, missiya holati yoki ob'ektning joylashuvi bo'yicha joriy sonar ko'rsatkichlari (5 mm aniqlik bilan joylashtirilgan juda aniq RTK GPS qabul qilgichidan) operatorga doimiy ravishda uzatiladi. dispetcher va nazorat ilovasi tomonidan asoslanadi (u rejalashtirilgan missiyaning parametrlarini ham o'rnatishi mumkin).

Imtihon va ishlab chiqishning amaliyot versiyalari

tasvirlangan gidrodron U turli xil, odatda ish sharoitida bir qator sinovlardan muvaffaqiyatli o'tdi va oxirgi foydalanuvchiga bir yildan ko'proq vaqt davomida xizmat qilib, yangi suv omborlarini mashaqqatli "shudgorlash" bilan shug'ullanadi.

Prototipning muvaffaqiyati va to'plangan tajriba ushbu birlikning yangi, yanada rivojlangan bo'linmalarining tug'ilishiga olib keldi. Platformaning ko'p qirraliligi uni nafaqat geodezik dasturlarda, balki, masalan, talabalar loyihalarida va boshqa ko'plab vazifalarda ham qo'llash imkonini beradi.

Muvaffaqiyatli qarorlar va loyiha menejerining mehnatsevarligi va iste'dodi tufayli tez orada bo'lishiga ishonaman gerris qayiqlari, tijorat loyihasiga aylantirilgandan so'ng, ular Polshada taklif qilinadigan Amerika echimlari bilan raqobatlashadi, ular sotib olish va texnik xizmat ko'rsatish nuqtai nazaridan bir necha barobar qimmatroqdir.

Agar siz bu yerda yoritilmagan tafsilotlar va ushbu qiziqarli tuzilmaning rivojlanishi haqidagi so'nggi ma'lumotlarga qiziqsangiz, loyiha veb-saytiga tashrif buyuring: Facebookda GerrisUSV yoki an'anaviy tarzda: MODElmaniak.PL.

Men barcha o'quvchilarni (qanchalik tanish!) "Bu erda hech narsa to'lamaydi" dan qat'i nazar, birgalikda innovatsion va foydali loyihalarni yaratish uchun o'z iste'dodlarini birlashtirishga chaqiraman. Barchamizga o'zimizga ishonch, nekbinlik va yaxshi hamkorlik!