Gerris USV - hidrodroni nga e para!

Sot, "In the Workshop" ka të bëjë me një projekt pak më të madh - domethënë, për një anije pa pilot që përdoret, për shembull, për matje batimometrike. Ju mund të lexoni për catamaranin tonë të parë, të përshtatur me versionin e kontrolluar me radio, në numrin e 6-të të "Teknikut të Ri" për vitin 2015. Këtë herë, ekipi i MODELmaniak (një grup modelistësh me përvojë të lidhur me Grupin e Punëtorive të Modeleve Kopernik në Wrocław) u përball me sfidën miqësore të projektimit nga e para të një platforme matjeje lundruese të përshtatur edhe më mirë me kushtet e zhavorrit. gurore, e zgjerueshme në një version të pavarur, duke i dhënë operatorit më shumë hapësirë ​​për frymëmarrje.

Filloi me personalizimin...

Ne e hasëm për herë të parë këtë problem kur u pyetëm disa vite më parë për mundësinë e prezantimit të disqeve dhe përshtatja për kontrollin e radios me gjurmë bathimetrike (d.m.th. një platformë matës që përdoret për të matur thellësinë e trupave ujorë).

1. Versioni i parë i platformës matëse, i përshtatur vetëm me versionin RC

2. Disqet e hidrodronit të parë ishin inverterë akuariumi pak të modifikuar - dhe ata funksionuan mjaft mirë, megjithëse definitivisht nuk kishin "rezistencë ndërtimi".

Detyra e simulimit ishte projektimi dhe prodhimi i aktivizuesve për notuesit e parafabrikuar të derdhur me rrymë PE (RSBM - të ngjashme me shishet PET). Pas analizimit të kushteve të funksionimit dhe opsioneve të disponueshme, ne zgjodhëm një zgjidhje mjaft të pazakontë - dhe, pa ndërhyrë në bykat poshtë vijës së ujit, ne instaluam invertorët qarkullues të akuariumit si disqe me aftësinë e shtuar për të rrotulluar 360 ° dhe për të ngritur (për shembull , kur godet një pengesë ose gjatë transportit) ) . Kjo zgjidhje, e mbështetur gjithashtu nga një sistem i veçantë kontrolli dhe furnizimi me energji elektrike, lejoi kontrollin dhe kthimin te operatori edhe në rast të dështimit të një prej seksioneve (djathtas ose majtas). Zgjidhjet ishin aq të suksesshme sa catamaran është ende në funksion.

3. Gjatë përgatitjes së projektit tonë, ne analizuam në detaje (shpesh personalisht!) Shumë zgjidhje të ngjashme - në këtë ilustrim, gjermanisht ...

4.…ja një amerikan (dhe disa dhjetëra të tjerë). Ne i hodhëm poshtë bykat e vetme si më pak të gjithanshme, dhe disqet që dalin poshtë poshtë si potencialisht problematike në funksionim dhe transport.

Megjithatë, disavantazhi ishte ndjeshmëria e disqeve ndaj ndotjes së ujit. Megjithëse mund ta hiqni shpejt rërën nga rotori pas një noti urgjent deri në breg, duhet të jeni të kujdesshëm me këtë aspekt kur lëshoni dhe notoni afër fundit. Sepse, megjithatë, përfshin zgjerimin e aftësive të matjes dhe është zgjeruar gjithashtu gjatë kësaj kohe. fushëveprimi i hidrodronit (në lumenj) miku ynë tregoi interes për një version të ri zhvillimi të platformës të krijuar posaçërisht për këtë qëllim. Ne e morëm përsipër këtë sfidë - në përputhje me profilin didaktik të studiove tona dhe në të njëjtën kohë duke i dhënë mundësinë për të testuar zgjidhjet e zhvilluara në praktikë!

5. Kutitë modulare me palosje të shpejtë ishin shumë frymëzuese me shkathtësinë e tyre dhe lehtësinë e transportit 3 (foto: materialet e prodhuesit)

Gerris USV - të dhënat teknike:

• Gjatësia/gjerësia/lartësia 1200/1000/320 mm

• Konstruksioni: kompozit xhami epoksi, kornizë lidhëse alumini.

• Zhvendosja: 30 kg, duke përfshirë kapacitetin mbajtës: jo më pak se 15 kg

• Ngasja: 4 motorë BLDC (të ftohur me ujë)

• Tensioni i furnizimit: 9,0 V… 12,6 V

• Shpejtësia: pune: 1 m/s; maksimumi: 2 m/s

• Koha e funksionimit me një karikim të vetëm: deri në 8 orë (me dy bateri 70 Ah)

• Faqja e internetit e projektit: https://www.facebook.com/GerrisUSV/

Ushtrimet vazhduan - domethënë supozime për një projekt të ri

Parimet udhëzuese që i vendosëm vetes kur zhvillonim versionin tonë ishin si më poshtë:

• me dy guaskë (si në versionin e parë, duke garantuar stabilitetin më të madh të nevojshëm për të marrë matje të sakta me një tingull jehone);
• sisteme të tepërta të lëvizjes, fuqisë dhe kontrollit;
• zhvendosje, duke lejuar instalimin e pajisjeve në bord me peshë min. 15 kg;
• çmontim i lehtë për transport dhe automjete shtesë;
• dimensionet që lejojnë transportin në një makinë të zakonshme pasagjerësh, edhe kur montohet;
• të mbrojtura nga dëmtimi dhe ndotja, disqet e dyfishta në anashkalimin e trupit;
• universaliteti i platformës (aftësia për ta përdorur atë në aplikacione të tjera);
• aftësia për të përmirësuar në një version të pavarur.

6. Versioni origjinal i projektit tonë përfshinte ndarjen modulare në seksione të ndërtuara duke përdorur teknologji të ndryshme, të cilat, megjithatë, mund të montoheshin aq lehtë sa blloqet e njohura dhe të merrnin përdorime të ndryshme: nga modelet e shpëtimit të kontrolluara me radio, përmes platformave USV, deri te varkat elektrike me pedale.

Dizajni kundrejt teknologjisë, pra të mësuarit nga gabimet (ose deri në tre herë më shumë se arti)

Në fillim kishte, natyrisht, studime - u shpenzua shumë kohë duke kërkuar në internet për dizajne, zgjidhje dhe teknologji të ngjashme. Ata na frymëzuan shumë hidrodronia aplikacione të ndryshme, si dhe kajakë modularë dhe varka të vogla pasagjerësh për vetë-montim. Ndër të parët gjetëm konfirmimin e vlerës së paraqitjes me dy byk të njësisë (por pothuajse në të gjitha helikat ishin vendosur nën shtratin e detit - shumica e tyre ishin projektuar për të punuar në ujëra më të pastra). Zgjidhje modulare Kajakët industrialë na shtynë të konsideronim ndarjen e bykut të modelit (dhe punën e punëtorisë) në copa më të vogla. Kështu, u krijua versioni i parë i projektit.

7. Falë redaktorit Jakobsche, u krijuan shpejt opsionet e mëvonshme të dizajnit 3D - të nevojshme për zbatimin në teknologjinë e printimit me fije (dy segmentet e para dhe dy të fundit të trupit janë rezultat i kufizimeve të hapësirës së printimit të printerëve në pronësi).

Fillimisht, ne adoptuam teknologji të përzier. Në prototipin e parë, seksionet e harkut dhe të skajit duhej të bëheshin nga materiali më i fortë që mund të gjenim (akrilonitril-stiren-akrilat - shkurt ASA).

8. Me saktësinë dhe përsëritshmërinë e pritshme të lidhjeve të moduleve, pjesët e mesme (gjysmë metër e gjatë, përfundimisht edhe një metër) kërkonin pajisje të përshtatshme.

9. Teknologu ynë më i mirë i plastikës bëri një seri modulesh testimi përpara se të printohej elementi i parë ekstrem ASA.

Në fund të fundit, pas vërtetimit të konceptit, për të realizuar më shpejt rastet e mëvonshme, ne konsideruam gjithashtu përdorimin e mbresave si thundra për të krijuar kallëpe për petëzimin. Modulet e mesme (50 ose 100 cm të gjata) duhej të ngjiteshin së bashku nga pllaka plastike - për të cilat piloti ynë i vërtetë dhe specialisti në teknologjinë e plastikës - Krzysztof Schmit (i njohur për lexuesit e "At the Workshop", duke përfshirë si bashkëautor ( MT 10 / 2007) ose makineri-amfib-çekiç i kontrolluar me radio (MT 7/2008).

10. Printimi i moduleve fundore po merrte një kohë të gjatë të rrezikshme, kështu që ne filluam të krijonim shabllone pozitive të trupit - këtu në versionin klasik, me zbritje.

11. Mbulesa e kompensatës do të kërkojë pak stuko dhe lyerje përfundimtare - por, siç doli, kjo ishte një mbrojtje e mirë në rast të një dështimi të mundshëm të brigadës lundruese ...

Dizajni 3D i modelit të ri për shtyp, redaktuar nga Bartłomiej Jakobsche (një seri artikujsh të tij mbi projektet elektronike 9D mund të gjenden në numrat e "Młodego Technika" të datës 2018/2–2020/XNUMX). Së shpejti filluam të printonim elementët e parë të trupit - por më pas filluan hapat e parë ... Printimi me saktësi zgjati në mënyrë të paqartë nga sa prisnim, dhe pati defekte të kushtueshme që rezultuan nga përdorimi i materialit shumë më të fortë se zakonisht ...

12. …i cili bëri një thundër të ngjashme nga trupi me shkumë XPS dhe teknologjia CNC.

13. Duhej pastruar edhe bërthama e shkumës.

Me afrimin e shpejtë të alarmit të datës së pranimit, ne vendosëm të largoheshim nga dizajni modular dhe Printim 3D për teknologjinë e petëzuar të fortë dhe më të njohur - dhe filluam të punojmë në dy ekipe paralelisht në lloje të ndryshme të modeleve pozitive (thundrat) trupi: tradicionale (ndërtim dhe kompensatë) dhe shkumë (duke përdorur një ruter të madh CNC). Në këtë garë, "ekipi i teknologjive të reja" i udhëhequr nga Rafal Kowalczyk (nga rruga, një lojtar multimedial në garat kombëtare dhe botërore për konstruktorët e modeleve të kontrolluara nga radio - duke përfshirë edhe bashkautorin e përshkruar "On the Workshop" 6/ 2018) fitoi një avantazh.

14. ... të jetë i përshtatshëm për të bërë një matricë negative ...

15. …ku u bënë shpejt stampimet e para me epoksid qelqi. Është përdorur një shtresë xhel, e cila është qartë e dukshme në ujë (meqë ne i kishim braktisur tashmë modulet, nuk kishte asnjë arsye për të ndërhyrë në punën me dekorime me dy ngjyra).

Prandaj, puna e mëtejshme e punëtorisë ndoqi rrugën e tretë të projektimit të Rafalit: duke filluar nga krijimi i formave pozitive, pastaj ato negative - përmes gjurmëve të kutive prej xhami epoksi - deri te platformat e gatshme IVDS (): së pari, një prototip plotësisht i pajisur , dhe më pas, kopje edhe më të avancuara të serisë së parë. Këtu, forma dhe detajet e bykut u përshtatën me këtë teknologji - së shpejti versioni i tretë i projektit mori një emër unik nga udhëheqësi i tij.

16. Supozimi i këtij projekti edukativ ishte përdorimi i pajisjeve modeluese të disponueshme publikisht - por kjo nuk do të thotë që ne kishim menjëherë një ide për secilin element - përkundrazi, sot është e vështirë të numërosh sa konfigurime u provuan - dhe përmirësimi i dizajnit nuk mbaroi me kaq.

17. Kjo është bateria më e vogël e përdorur - ato lejojnë që platforma të funksionojë për katër orë nën ngarkesën e punës. Ekziston gjithashtu një opsion për të dyfishuar kapacitetin - për fat të mirë, çelësat e shërbimit dhe lëvizshmëria më e madhe lejojnë shumë.

Gerris USV është një fëmijë i gjallë, që punon (dhe me mendjen e tij!)

Garris ky është emri i përgjithshëm latin për kuajt - ndoshta insekte të mirënjohur, me siguri që nxitojnë nëpër ujë në gjymtyrë të ndara gjerësisht.

Synoni trupat e hidrodronit Prodhuar nga laminat epoksid xhami me shumë shtresa - mjaftueshëm i fortë për kushtet e vështira, me rërë/zhavorr të punës së synuar. Ato u lidhën me një kornizë alumini të çmontuar shpejt me trarë rrëshqitës (për të lehtësuar vendosjen e rrymës) për montimin e instrumenteve matëse (echo sounder, GPS, kompjuter në bord, etj.). Lehtësitë shtesë në transport dhe përdorim mbulohen në skicat e rasteve. drives (dy për notim). Motorët e dyfishtë nënkuptojnë gjithashtu helikë më të vegjël dhe më shumë besueshmëri, ndërsa në të njëjtën kohë mund të përdorin edhe më shumë simulime sesa motorët industrialë.

18. Një vështrim në sallon me motorë dhe një kuti elektrike. Tubi i dukshëm silikoni është pjesë e sistemit të ftohjes së ujit.

19. Për provat e para të ujit, ne peshuam bykët për ta bërë katamaranin të sillet në mënyrë adekuate për kushtet e punës së synuar - por ne e dinim tashmë që platforma mund ta përballonte atë!

Në versionet pasuese, ne testuam sisteme të ndryshme shtytëse, duke rritur gradualisht efikasitetin dhe fuqinë e tyre - prandaj, versionet e mëvonshme të platformës (ndryshe nga catamarani i parë i shumë viteve më parë) me një diferencë të sigurt shpejtësie përballen gjithashtu me rrjedhën e çdo lumi polak.

20. Komplet bazë - me një hidrolokator (që nuk është ende i lidhur këtu). Dy rrezet e montimit të porositura nga përdoruesi gjithashtu lejojnë që pajisjet matëse të dyfishohen dhe kështu rrisin besueshmërinë e vetë matjeve.

21. Ambienti i punës është zakonisht zhavorr me ujë shumë të turbullt.

Meqenëse njësia është projektuar të funksionojë nga 4 deri në 8 orë vazhdimisht, me një kapacitet prej 34,8 Ah (ose 70 Ah në versionin tjetër) - një në secilin prej rasteve. Me një kohë kaq të gjatë funksionimi, është e qartë se motorët trefazorë dhe kontrollorët e tyre duhet të ftohen. Kjo bëhet duke përdorur një qark tipik uji modelues të marrë nga prapa helikave (një pompë uji shtesë doli të ishte e panevojshme). Një mbrojtje tjetër kundër dështimit të mundshëm të shkaktuar nga temperatura brenda notave është leximi telemetrik i parametrave në panelin e kontrollit të operatorit (d.m.th. një transmetues tipik i simulimeve moderne). Në mënyrë të rregullt, në veçanti, diagnostikohen shpejtësitë e motorit, temperatura e tyre, temperatura e rregullatorëve, tensioni i baterive të furnizimit, etj.

22. Ky nuk është vendi për modelet elegante të shkurtuara!

23. Hapi tjetër në zhvillimin e këtij projekti ishte shtimi i Sistemeve Autonome të Kontrollit. Pas gjurmimit të një rezervuari (në një hartë të Google ose manualisht - sipas rrjedhës rreth njësisë konturore të rezervuarit të matur), kompjuteri rillogarit rrugën sipas parametrave të vlerësuar dhe pasi të ndizni autopilotin me një çelës, operatori mund të jetë i qetë uluni për të vëzhguar funksionimin e pajisjes me një pije freskuese në dorë ...

Detyra kryesore e të gjithë kompleksit është të matë dhe të ruajë në një program të veçantë gjeodezik rezultatet e matjeve të thellësisë së ujit, të cilat përdoren më vonë për të përcaktuar kapacitetin total të rezervuarit të interpoluar (dhe kështu, për shembull, për të kontrolluar sasinë e zhavorrit të zgjedhur që nga matja e fundit). Këto matje mund të bëhen ose me anë të kontrollit manual të varkës (identike me një model konvencional lundrues me telekomandë) ose me funksionimin plotësisht automatik të një çelësi. Më pas, leximet aktuale të sonarit për sa i përket thellësisë dhe shpejtësisë së lëvizjes, statusit të misionit ose vendndodhjes së objektit (nga një marrës jashtëzakonisht i saktë GPS RTK, i pozicionuar me një saktësi prej 5 mm) i transmetohen operatorit në vazhdimësi. në bazë të dispeçerit dhe aplikacionit të kontrollit (ai gjithashtu mund të vendosë parametrat e misionit të planifikuar).

Praktikoni versionet e provimit dhe zhvillimit

përshkruar hidrodron Ka kaluar me sukses një sërë testesh në kushte të ndryshme, tipike pune, dhe i ka shërbyer përdoruesit fundor për më shumë se një vit, duke "lëruar" me kujdes rezervuarë të rinj.

Suksesi i prototipit dhe përvoja e akumuluar çuan në lindjen e njësive të reja, edhe më të avancuara të kësaj njësie. Shkathtësia e platformës lejon që ajo të përdoret jo vetëm në aplikime gjeodezike, por gjithashtu, për shembull, në projekte studentore dhe shumë detyra të tjera.

Besoj se falë vendimeve të suksesshme dhe zellit dhe talentit të menaxherit të projektit, së shpejti do të ketë varkat gerris, pasi të konvertohen në një projekt tregtar, do të konkurrojnë me zgjidhjet amerikane të ofruara në Poloni, të cilat janë shumë herë më të shtrenjta për blerje dhe mirëmbajtje.

Nëse jeni të interesuar për detaje që nuk mbulohen këtu dhe informacionet më të fundit mbi zhvillimin e kësaj strukture interesante, ju lutemi vizitoni faqen e internetit të projektit: GerrisUSV në Facebook ose tradicionalisht: MODELmaniak.PL.

I inkurajoj të gjithë lexuesit që të bashkojnë talentet e tyre për të krijuar projekte novatore dhe shpërblyese së bashku – pavarësisht se sa e njohur!) “Asgjë nuk paguhet këtu”. Vetëbesim, optimizëm dhe bashkëpunim të mirë për të gjithë ne!