Gerris USV - hydrodrone kutoka mwanzo!

Leo, "Katika Warsha" ni kuhusu mradi mkubwa kidogo - yaani, kuhusu chombo kisichotumiwa kilichotumiwa, kwa mfano, kwa vipimo vya bathymetric. Unaweza kusoma kuhusu catamaran yetu ya kwanza, iliyochukuliwa kwa toleo linalodhibitiwa na redio, katika toleo la 6 la "Fundi Kijana" la 2015. Wakati huu, timu ya MODELmaniak (kikundi cha waundaji wazoefu wanaoshirikiana na Kikundi cha Warsha za Muundo wa Kopernik huko Wrocław) ilikabiliana na changamoto ya kirafiki ya kusanifu kuanzia mwanzo jukwaa la vipimo linaloelea ambalo lilibadilishwa vyema zaidi kulingana na hali ya changarawe. machimbo, inayoweza kupanuliwa kwa toleo la kusimama pekee, na kumpa mwendeshaji chumba zaidi cha kupumua.

Imeanza kwa kubinafsisha...

Mara ya kwanza tulikutana na tatizo hili tulipoulizwa miaka michache iliyopita kuhusu uwezekano wa kuanzisha anatoa na kukabiliana na udhibiti wa redio trailed bathymetric (yaani jukwaa la kupimia linalotumika kupima kina cha miili ya maji).

1. Toleo la kwanza la jukwaa la kipimo, lilichukuliwa tu kwa toleo la RC

2. Anatoa za hydrodrone ya kwanza zilikuwa vibadilishaji vibadilishaji vya maji vilivyobadilishwa kidogo - na zilifanya kazi vizuri, ingawa hakika hazikuwa na "upinzani wa ujenzi".

Kazi ya uigaji ilikuwa kubuni na kutengeneza viigizaji vya kuelea vilivyotengenezwa tayari kwa pigo la kunyoosha la PE (RSBM - sawa na chupa za PET). Baada ya kuchambua hali ya kufanya kazi na chaguzi zinazopatikana, tulichagua suluhisho lisilo la kawaida - na, bila kuingiliana na vifuniko chini ya mkondo wa maji, tuliweka vibadilishaji vya mzunguko wa maji kama viendeshi vilivyo na uwezo ulioongezwa wa kuzunguka 360 ° na kuinua (kwa mfano. , kizuizi kinapotokea au wakati wa usafirishaji) . Suluhisho hili, kwa kuongeza linaungwa mkono na mfumo tofauti wa udhibiti na ugavi wa umeme, kuruhusiwa kudhibiti na kurudi kwa operator hata katika tukio la kushindwa kwa moja ya sehemu (kulia au kushoto). Suluhisho zilifanikiwa sana hivi kwamba catamaran bado inafanya kazi.

3. Wakati wa kuandaa mradi wetu wenyewe, tulichambua kwa undani (mara nyingi kibinafsi!) Suluhisho nyingi zinazofanana - katika mfano huu, Kijerumani ...

4.…hapa kuna Mmarekani (na dazani chache zaidi). Tulikataa viunzi kimoja kuwa visivyo na matumizi mengi, na viendeshi vinavyochomoza chini chini kama ambavyo vinaweza kuwa na matatizo katika uendeshaji na usafiri.

Hata hivyo, hasara ilikuwa unyeti wa disks kwa uchafuzi wa maji. Ingawa unaweza kuondoa mchanga haraka kutoka kwa rotor baada ya kuogelea kwa dharura hadi ufukweni, unahitaji kuwa mwangalifu na kipengele hiki wakati wa kuzindua na kuogelea karibu na chini. Kwa sababu inajumuisha, hata hivyo, ni pamoja na upanuzi wa uwezo wa kipimo, na pia imepanuka kwa wakati huu. upeo wa hydrodrone (kwenye mito) rafiki yetu alionyesha kupendezwa na toleo jipya la ukuzaji wa jukwaa lililoundwa mahsusi kwa madhumuni haya. Tulichukua changamoto hii - kwa mujibu wa wasifu wa didactic wa studio zetu na wakati huo huo kutoa fursa ya kupima ufumbuzi uliotengenezwa kwa vitendo!

5. Kesi za msimu zinazokunjwa kwa haraka zilitia moyo sana kutokana na matumizi mengi na urahisi wa usafirishaji 3 (picha: nyenzo za mtengenezaji)

Gerris USV - data ya kiufundi:

• Urefu/upana/urefu 1200/1000/320 mm

• Ujenzi: kioo cha epoxy composite, sura ya kuunganisha alumini.

• Uhamisho: kilo 30, ikiwa ni pamoja na uwezo wa kubeba: si chini ya kilo 15

• Endesha: injini 4 za BLDC (zilizopozwa kwa maji)

• Voltage ya ugavi: 9,0 V… 12,6 V

• Kasi: kufanya kazi: 1 m / s; kiwango cha juu: 2 m / s

• Muda wa kufanya kazi kwa chaji moja: hadi saa 8 (na betri mbili za 70 Ah)

• Tovuti ya mradi: https://www.facebook.com/GerrisUSV/

Mazoezi yaliendelea - ambayo ni, mawazo ya mradi mpya

Kanuni elekezi tulizojiwekea wakati wa kutengeneza toleo letu wenyewe zilikuwa kama ifuatavyo:

• shell mbili (kama katika toleo la kwanza, kuhakikisha utulivu mkubwa muhimu ili kupata vipimo sahihi na sauti ya echo);
• mifumo isiyo ya kawaida ya kuendesha, nguvu na udhibiti;
• kuhamisha, kuruhusu usakinishaji wa vifaa vya ubaoni vyenye uzito wa min. kilo 15;
• disassembly rahisi kwa usafiri na magari ya ziada;
• vipimo vinavyoruhusu usafiri katika gari la kawaida la abiria, hata wakati wamekusanyika;
• kulindwa kutokana na uharibifu na uchafuzi, anatoa duplicated katika bypass ya mwili;
• ulimwengu wa jukwaa (uwezo wa kuitumia katika programu zingine);
• uwezo wa kuboresha hadi toleo la kujitegemea.

6. Toleo la asili la mradi wetu lilihusisha mgawanyiko wa msimu katika sehemu zilizojengwa kwa kutumia teknolojia tofauti, ambazo, hata hivyo, zinaweza kuunganishwa kwa urahisi kama vitalu maarufu na kupokea matumizi mbalimbali: kutoka kwa mifano ya uokoaji inayodhibitiwa na redio, kupitia majukwaa ya USV, hadi boti za kanyagio za umeme.

Ubunifu dhidi ya teknolojia i.e. kujifunza kutokana na makosa (au hadi mara tatu zaidi ya sanaa)

Mara ya kwanza kulikuwa na, bila shaka, masomo - muda mwingi ulitumika kutafuta mtandao kwa miundo sawa, ufumbuzi na teknolojia. Walitutia moyo sana hydrodronium maombi mbalimbali, pamoja na kayaks za kawaida na boti ndogo za abiria kwa ajili ya kujikusanya. Miongoni mwa kwanza tulipata uthibitisho wa thamani ya mpangilio wa sehemu mbili za kitengo (lakini karibu wote watengenezaji walikuwa chini ya bahari - wengi wao walikuwa iliyoundwa kufanya kazi katika maji safi). Suluhisho za msimu kayak za viwandani zilitusukuma kuzingatia kugawanya kibanda cha mfano (na kazi ya warsha) katika vipande vidogo. Kwa hivyo, toleo la kwanza la mradi liliundwa.

7. Shukrani kwa mhariri wa Jakobsche, chaguzi za kubuni za 3D zilizofuata ziliundwa haraka - muhimu kwa utekelezaji katika teknolojia ya uchapishaji wa filament (sehemu mbili za kwanza na za mwisho za mwili ni matokeo ya mapungufu ya nafasi ya uchapishaji ya printers inayomilikiwa).

Hapo awali, tulipitisha teknolojia mchanganyiko. Katika mfano wa kwanza, sehemu za upinde na ukali zilipaswa kufanywa kwa nyenzo zenye nguvu ambazo tunaweza kupata (acrylonitrile-styrene-acrylate - ASA kwa kifupi).

8. Kwa usahihi unaotarajiwa na kurudia kwa viunganisho vya moduli, sehemu za kati (nusu ya mita kwa muda mrefu, hatimaye pia mita moja) zilihitaji vifaa vinavyofaa.

9. Mtaalamu wetu wa juu wa teknolojia ya plastiki alifanya mfululizo wa moduli za majaribio kabla ya kipengele cha kwanza cha ASA kilichokithiri kuchapishwa.

Hatimaye, baada ya uthibitisho wa dhana, ili kutambua kesi zinazofuata kwa haraka zaidi, tulizingatia pia kutumia hisia kama kwato kuunda molds kwa lamination. Moduli za kati (urefu wa 50 au 100 cm) zililazimika kuunganishwa pamoja kutoka kwa sahani za plastiki - ambayo majaribio yetu halisi na mtaalamu wa teknolojia ya plastiki - Krzysztof Schmit (anayejulikana kwa wasomaji wa "Kwenye Warsha", pamoja na kama mwandishi mwenza. MT 10 / 2007) au mashine-amfibia-nyundo inayodhibitiwa na redio (MT 7/2008).

10. Uchapishaji wa moduli za mwisho ulikuwa unachukua muda mrefu kwa hatari, kwa hiyo tulianza kuunda violezo vyema vya mwili - hapa katika toleo la kawaida, lililopunguzwa.

11. Plywood sheathing itahitaji puttying na uchoraji wa mwisho - lakini, kama ilivyotokea, hii ilikuwa ulinzi mzuri katika kesi ya kushindwa iwezekanavyo kwa brigade ya urambazaji ...

Muundo wa 3D wa mtindo mpya kwa kuchapishwa, iliyohaririwa na Bartłomiej Jakobsche (msururu wa makala yake kuhusu miradi ya kielektroniki ya 9D inaweza kupatikana katika matoleo ya "Młodego Technika" ya tarehe 2018/2–2020/XNUMX). Hivi karibuni tulianza kuchapisha vipengele vya kwanza vya fuselage - lakini hatua za kwanza zilianza ... Uchapishaji sahihi ulichukua muda mrefu zaidi kuliko tulivyotarajia, na kulikuwa na kasoro za gharama kubwa zinazotokana na matumizi ya nyenzo zenye nguvu zaidi kuliko kawaida ...

12. …ambaye alitengeneza kwato sawa na mwili wa povu wa XPS na teknolojia ya CNC.

13. Msingi wa povu pia ulipaswa kusafishwa.

Kwa tarehe ya kukubalika inakaribia haraka sana, tuliamua kuachana na muundo wa kawaida na Uchapishaji wa 3D kwa teknolojia ngumu na inayojulikana zaidi ya laminate - na tulianza kufanya kazi katika timu mbili kwa sambamba juu ya aina tofauti za mifumo chanya (kwato) mwili: jadi (ujenzi na plywood) na povu (kwa kutumia router kubwa ya CNC). Katika mbio hizi, "timu ya teknolojia mpya" inayoongozwa na Rafal Kowalczyk (kwa njia, mchezaji wa media titika katika mashindano ya kitaifa na ulimwengu kwa wajenzi wa mifano inayodhibitiwa na redio - pamoja na mwandishi mwenza wa "Kwenye Warsha" iliyoelezewa 6/ 2018) alipata faida.

14. ... inafaa kwa kutengeneza matrix hasi ...

15. …ambapo machapisho ya kwanza ya glasi ya epoxy yalitengenezwa hivi karibuni. Kanzu moja ya gel ilitumiwa, ambayo inaonekana wazi juu ya maji (kwa kuwa tayari tumeacha modules, hakuna sababu ya kuingilia kati na kazi na mapambo ya rangi mbili).

Kwa hivyo, kazi zaidi ya semina ilifuata njia ya tatu ya muundo wa Rafal: kuanzia uundaji wa fomu chanya, kisha hasi - kupitia alama za kesi za glasi ya epoxy - hadi majukwaa ya IVDS yaliyotengenezwa tayari (): kwanza, mfano ulio na vifaa kamili. , na kisha nakala za juu zaidi za safu ya kwanza. Hapa, sura na maelezo ya hull yalibadilishwa kwa teknolojia hii - hivi karibuni toleo la tatu la mradi lilipokea jina la kipekee kutoka kwa kiongozi wake.

16. Dhana ya mradi huu wa elimu ilikuwa matumizi ya vifaa vinavyopatikana hadharani, vya modeli - lakini hii haimaanishi kwamba mara moja tulikuwa na wazo kwa kila kipengele - kinyume chake, leo ni vigumu kuhesabu ni usanidi ngapi ulijaribiwa - na. uboreshaji wa muundo haukuishia hapo.

17. Hii ni ndogo zaidi ya betri zinazotumiwa - huruhusu jukwaa kukimbia kwa saa nne chini ya mzigo wa kazi. Pia kuna chaguo la kuongeza uwezo mara mbili - kwa bahati nzuri, hatches za huduma na buoyancy kubwa huruhusu mengi.

Gerris USV ni mtoto mchangamfu, anayefanya kazi (na mwenye akili yake!)

Garris hili ni jina la kawaida la Kilatini la farasi - labda wadudu wanaojulikana sana, labda wakikimbia kupitia maji kwa miguu iliyotengana sana.

Hulls za Hydrodrone zinazolengwa Imetengenezwa kutoka kwa laminate ya epoxy ya glasi ya safu nyingi - yenye nguvu ya kutosha kwa hali ngumu, ya mchanga / changarawe ya kazi iliyokusudiwa. Ziliunganishwa na fremu ya alumini iliyovunjwa haraka na mihimili ya kuteleza (ili kuwezesha mpangilio wa rasimu) ya kuweka vyombo vya kupimia (sauti ya mwangwi, GPS, kompyuta ya ubao, n.k.). Urahisi wa ziada katika usafirishaji na matumizi hufunikwa katika muhtasari wa kesi. anatoa (mbili kwa kuelea). Motors mbili pia inamaanisha propellers ndogo na kuegemea zaidi, wakati huo huo kuwa na uwezo wa kutumia simulation hata zaidi kuliko motors viwanda.

18. Kuangalia saluni na motors na sanduku la umeme. Bomba la silicone inayoonekana ni sehemu ya mfumo wa baridi wa maji.

19. Kwa majaribio ya kwanza ya maji, tulipima uzito ili kufanya catamaran itende ipasavyo kwa masharti ya kazi iliyokusudiwa - lakini tayari tulijua kwamba jukwaa linaweza kulishughulikia!

Katika matoleo yaliyofuata, tulijaribu mifumo mbalimbali ya uendeshaji, hatua kwa hatua kuongeza ufanisi wao na nguvu - kwa hiyo, matoleo ya baadaye ya jukwaa (tofauti na catamaran ya kwanza ya miaka mingi iliyopita) na ukingo salama wa kasi pia kukabiliana na mtiririko wa kila mto wa Kipolishi.

20. Seti ya msingi - na moja (bado haijaunganishwa hapa) sonar. Mihimili miwili ya kupachika iliyoagizwa na mtumiaji pia huruhusu vifaa vya kupimia kurudufiwa na hivyo kuongeza kutegemewa kwa vipimo vyenyewe.

21. Mazingira ya kazi kwa kawaida ni changarawe yenye maji machafu sana.

Kwa kuwa kitengo kimeundwa kufanya kazi kutoka masaa 4 hadi 8 mfululizo, na uwezo wa 34,8 Ah (au 70 Ah katika toleo linalofuata) - moja katika kila kesi. Kwa muda mrefu kama huo, ni dhahiri kwamba motors za awamu tatu na watawala wao wanahitaji kupozwa. Hii inafanywa kwa kutumia mfano wa kawaida wa mzunguko wa maji uliochukuliwa kutoka nyuma ya propellers (pampu ya ziada ya maji iligeuka kuwa sio lazima). Kinga nyingine dhidi ya kutofaulu kwa uwezekano unaosababishwa na hali ya joto ndani ya kuelea ni usomaji wa telemetric wa vigezo kwenye paneli ya udhibiti wa waendeshaji (yaani transmitter ya kawaida ya uigaji wa kisasa). Mara kwa mara, hasa, kasi ya injini, joto lao, joto la wasimamizi, voltage ya betri za usambazaji, nk.

22. Hapa sio mahali pa mifano iliyopunguzwa nyembamba!

23. Hatua inayofuata katika maendeleo ya mradi huu ilikuwa ni kuongeza Mifumo ya Udhibiti wa Uhuru. Baada ya kufuatilia hifadhi (kwenye ramani ya Google au kwa mikono - kulingana na mtiririko karibu na kitengo cha contour ya hifadhi iliyopimwa), kompyuta huhesabu tena njia kulingana na vigezo vilivyokadiriwa na baada ya kuwasha otomatiki na swichi moja, mwendeshaji anaweza kwa raha. kaa chini kutazama utendaji wa kifaa na kinywaji laini mkononi mwake ...

Kazi kuu ya tata nzima ni kupima na kuokoa katika mpango tofauti wa geodetic matokeo ya vipimo vya kina vya maji, ambayo hutumiwa baadaye kuamua uwezo wa hifadhi ya jumla ya interpolated (na hivyo, kwa mfano, kuangalia kiasi cha changarawe iliyochaguliwa tangu kipimo cha mwisho). Vipimo hivi vinaweza kufanywa ama kwa udhibiti wa mwongozo wa mashua (sawa na modeli ya kawaida ya kuelea inayodhibitiwa kwa mbali) au kwa uendeshaji wa kiotomatiki wa swichi. Kisha usomaji wa sasa wa sonar katika suala la kina na kasi ya harakati, hali ya misheni au eneo la kitu (kutoka kwa kipokeaji sahihi kabisa cha RTK GPS, kilichowekwa kwa usahihi wa 5 mm) hupitishwa kwa opereta kwenye kifaa kinachoendelea. msingi na mtoaji na programu ya kudhibiti (inaweza pia kuweka vigezo vya misheni iliyopangwa) .

Mazoezi ya matoleo ya mtihani na maendeleo

ilivyoelezwa haidrodroni Imefaulu majaribio kadhaa katika hali mbalimbali, kwa kawaida za kufanya kazi, na imekuwa ikimhudumia mtumiaji wa mwisho kwa zaidi ya mwaka mmoja, "ikilima" hifadhi mpya kwa uchungu.

Mafanikio ya mfano na uzoefu uliokusanywa ulisababisha kuzaliwa kwa vitengo vipya, vya hali ya juu zaidi vya kitengo hiki. Usanifu wa jukwaa huruhusu kutumiwa sio tu katika matumizi ya kijiografia, lakini pia, kwa mfano, katika miradi ya wanafunzi na kazi zingine nyingi.

Ninaamini kuwa shukrani kwa maamuzi mafanikio na bidii na talanta ya meneja wa mradi, kutakuwa na hivi karibuni boti za gerris, baada ya kubadilishwa kuwa mradi wa kibiashara, watashindana na ufumbuzi wa Marekani unaotolewa nchini Poland, ambao mara nyingi ni ghali zaidi katika suala la ununuzi na matengenezo.

Iwapo ungependa kupata maelezo ambayo hayajaangaziwa hapa na taarifa ya hivi punde kuhusu ukuzaji wa muundo huu unaovutia, tafadhali tembelea tovuti ya mradi: GerrisUSV kwenye Facebook au kimapokeo: MODElmaniak.PL.

Ninawahimiza wasomaji wote kuleta vipaji vyao pamoja ili kuunda miradi bunifu na yenye kuthawabisha pamoja—bila kujali (inayojulikana!) “Hakuna kinacholipa hapa.” Kujiamini, matumaini na ushirikiano mzuri kwetu sote!