«Разработка электромеханической системы безрулевого управления для малогабаритных транспортных средств»
|
Даты проведения с 2018-01-01 по 2018-12-01 |
Управление направлением движения механических мобильных средств передвижения, к которым можно отнести детские коляски, инвалидные кресла-коляски, а также некоторые малогабаритные транспортные средства, бывает затруднено из-за ряда факторов. В частности это может быть снег, грязь, а также бордюры или трещины в дорожном покрытии.
Исходя из собственного опыта, опыта друзей, родственников и знакомых, основываясь на данных проведенных исследований, мы пришли к выводу, что такие средства передвижения крайне нуждаются в системе управления. Особо стоит отметить, что такая система управления не должна занимать руки пользователя или располагаться в удобном месте. Система должна быть простой, универсальной, с возможностью установки на любое имеющееся в наличии средство передвижения без существенных доработок. Было решено, что для решения данной проблемы необходима система управления, которая могла бы управляться с помощью различных интерфейсов: механического (ручное управление), голосового, с помощью наклона или поворота головы, нейроинтерфейса. Кроме того, система не должна иметь дополнительных реек, стоек и различных сложных механических узлов.
Цель работы: Создание прототипа электромеханической системы безрулевого управления для малогабаритных транспортных средств.
Перед автором были поставлены следующие задачи:
1) Провести поиск и анализ аналогичных устройств. 2) Разработать техническое предложение. 3) Приобрести необходимые материалы и оборудование. 4) Разработать проект устройства. 5) Самостоятельно изготовить необходимые детали и устройства. 6) Создать систему управления на базе роботизированного конструктора. Разработать алгоритм движения и управления. 8) Провести испытание устройства в реальных условиях.
В ходе выполнения работы проведен анализ современных малогабаритных средств передвижения различного типа, учтены их достоинства и недостатки. Рассмотрены наиболее популярные модели, изучены имеющиеся в продаже транспортные средства. Особое внимание уделено конструкторским и инженерным идеям, а также нестандартному применению обыденных вещей.
Для реализации поставленной цели и задач применялись следующие методы, приемы и решения: анализ данных, реверс-инжениринг, техническое моделирование, эскизирование, программирование.
При изготовлении прототипа системы автором проводились технические испытания и исследования.
В качестве основного силового элемента был взят линейный актуатор со следующими параметрами:
1.Управляющее напряжение: 12VDC. 2. 2. Максимальная тяга: 90 кг/900N.
3. Ход поршня: линейный 50 мм.
4. Температура окружающей среды:-26 до + 65 градусов.
5. Встроенные концевые выключатели.
6. Низкий уровень шума, уровень шума ниже 42 дБ.
7.Максимальнаясамоблокирующаясясила
2300N.
Актуатор установлен на телескопический каркас, изготовленный автором проекта.
В качестве колес использованы особо прочные, устойчивые к истиранию специализированные роликовые колеса с подшипниками 608Z ABEC-7, диаметром 120 мм, объединенные в блок из 3х колес
– «треугольное колесо». Такой блок позволяет легко преодолевать бордюры и небольшие препятствия. Размер блока примерно соответствует размеру колеса обычной детской коляски.
Поворотный механизм состоит из двух сочлененных подшипников – шарикового и сферического. Возможности поворотов сферического подшипника принудительно ограничены.
Система управления в данной модели создана на базе роботизированного конструктора.
Работа была выполнена автором из доступных материалов с минимальным применением технически сложного оборудования.
Проект имеет междисциплинарный характер и создан на стыке физики, математики конструирования, программирования и других дисциплин.
Итогом проделанной работы стал созданный нами опытный образец (прототип) роботизированной электромеханической системы безрулевого управления для малогабаритных транспортных средств.
Выводы:
Система универсальна и может быть установлена на всё многообразие малогабаритных транспортных средств без существенных изменений.
Предлагаемое решение поможет молодым родителям, лицам с ограниченными возможностями, а также лицам, временно попавшим в сложную ситуацию и вынужденным передвигаться на коляске, упростить передвижение в сложных погодных и природно-климатических условиях и преодолевать препятствия и неровности на дороге.
Универсальность системы и легкая заменяемость элементов и узлов в совокупности с невысокой ценой позволят использовать её на большинстве современных малогабаритных транспортных средств.
Созданная нами система управления с помощью роботизированной системы на базе роботизированного конструктора позволяет использовать практические любые доступные интерфейсы для управления.
Данная система является уникальной разработкой авторского коллектива, аналогов на сегодняшний день не существует.
Список используемых источников и литературы:
1. Назначение и устройство рулевого управления [Электронный ресурс] // URL: http://ustroistvo- avtomobilya.ru/rulevoe-upravlenie/naznachenie-i-ustrojstvo-rulevogo-upravleniya/
2. « Рулевое управление » Кафедра «Автомобили» Преподаватель: к.т.н., Шадрин С.С. Московский автомобильно-дорожный институт (ГТУ) - презентация
[Электронный ресурс] // 2017 MyShared Inc. URL: http://www.myshared.ru/slide/617146/ 3. Микро-автомобиль для современных мегаполисов, умеющий двигаться боком [Электронный ресурс] // Невседома © 2006 – 2017 URL: http://nevsedoma.com.ua/index.php?newsid=230906
4. М. Г. Горбачев: Самоучитель безопасного вождения. Современный стиль [Электронный ресурс] // URL: М. Г. Горбачев: Самоучитель современного вождения. Современный стиль
5. Подшипник. По материалам статей [Электронный ресурс] // Википедия свободная энциклопедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0% B4%D1%88%D0%B8%D0%BF%D0%BD%D0%B8%D0%BA
6. Сферические подшипники скольжения и шарнирные головки для тяжелых условий работы [Электронный ресурс] // FLURO-Gelenklager GmbH URL: http://www.promshop.info/cataloguespdf/Fluro_Heavy_Duty_RUS.pdf
7. Овсяницкая, Л.Ю. Курс программирования робота EV3 в среде Lego Mindstorms EV3 / Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий. 2-е изд., перераб. и доп – М.: Издательство «Перо», 2016. – 300 с.
Проект опубликовал
