Gerris USV - hydrodrone mill-bidu!

Illum "Fil-Workshop" huwa dwar proġett fuq skala kemmxejn akbar - jiġifieri, dwar bastiment bla ekwipaġġ użat, pereżempju, għal kejl batimetriku. Tista' taqra dwar l-ewwel catamaran tagħna, adattat għal verżjoni ikkontrollata bir-radju, fis-6 ħarġa ta' “Young Technician” għall-2015. Din id-darba, it-tim MODELmaniak (grupp ta’ mudelli ta’ esperjenza assoċjati mal-Grupp tal-Workshop tal-Mudell ta’ Kopernik f’Wroclaw) ffaċċja l-isfida ta’ ħbiberija li jiżviluppa mill-bidu nett pjattaforma galleġġjanti għall-apparat tal-kejl, adattata saħansitra aħjar għall-kundizzjonijiet taż-żrar. barriera, bil-kapaċità li tespandi għal verżjoni waħedha, li tagħti lill-operatur aktar kamra tan-nifs.

Bdejt bl-adattament...

L-ewwel darba ltqajna ma’ problema simili meta diversi snin ilu ġejna mistoqsijin dwar il-possibbiltà li nintroduċu drives u adattament għall-kontroll tar-radju ta' batimetriċi trailed (jiġifieri pjattaforma tal-kejl użata biex titkejjel il-fond tal-korpi tal-ilma).

1. L-ewwel verżjoni tal-pjattaforma tal-kejl, adattata biss għall-verżjoni RC

2. Id-drajvs tal-ewwel hydrodrone kienu inverters tal-akkwarju kemmxejn modifikati - u ħadmu pjuttost tajjeb, għalkemm ċertament ma kellhomx "reżistenza għall-kostruzzjoni".

Il-kompitu tal-immudellar kien li jiddisinja u jimmanifattura attwaturi għal sufruni tal-PE prefabbrikati manifatturati bl-użu tat-teknoloġija stretch-blow (PCBM - simili għal fliexken tal-PET). Wara li analizzajna l-kundizzjonijiet operattivi u l-għażliet disponibbli, għażilna soluzzjoni pjuttost mhux tas-soltu - u, mingħajr ma nterferixxu mal-bwieq taħt il-linja tal-ilma, installajna ċirkolaturi tal-inverter tal-akkwarju bħala drives bil-kapaċità miżjuda li jduru 360 ° u jerfgħu (per eżempju, meta tolqot ostaklu jew waqt it-trasport). Din is-soluzzjoni, appoġġjata wkoll minn sistema separata ta 'kontroll u provvista ta' enerġija, għamlitha possibbli li jiġi eżerċitat kontroll u jirritornaha lill-operatur anke f'każ ta 'falliment ta' waħda mis-sezzjonijiet (lemin jew xellug). Is-soluzzjonijiet irriżultaw ta’ suċċess tant li l-katamaran għadu qed jaħdem.

3. Meta nippreparaw il-proġett tagħna stess, eżaminajna fid-dettall (ħafna drabi personalment!) ħafna soluzzjonijiet simili - f'din l-illustrazzjoni l-Ġermaniż...

4... hawn Amerikan (u diversi għexieren oħra). Irrifjutajna l-monobuq bħala inqas versatili, u drajvs li jisporġu 'l barra taħt il-qiegħ bħala potenzjalment problematiċi fl-operat u t-trasport.

Madankollu, l-iżvantaġġ kien is-sensittività tad-diski għall-kontaminazzjoni tal-ilma. Għalkemm tista 'tneħħi malajr ir-ramel mir-rotor wara għawma ta' emerġenza lejn ix-xatt, trid toqgħod attent b'dan l-aspett meta tniedi u tgħum qrib il-qiegħ. Minħabba li, madankollu, jinvolvi l-espansjoni tal-kapaċitajiet tal-kejl, u espandiet ukoll matul dan iż-żmien. qasam ta 'applikazzjoni ta' hydrodrone (fuq ix-xmajjar) ħabib tagħna wera interess f'verżjoni ġdida ta 'żvilupp tal-pjattaforma ddisinjata apposta għal dawn l-għanijiet. Aħna ħadna din l-isfida – skont il-profil didattiku tal-istudjos tagħna u fl-istess ħin tajna l-opportunità li nittestjaw is-soluzzjonijiet żviluppati fil-prattika!

5. Kaxex modulari li jintwew malajr kienu ta 'ispirazzjoni ħafna għall-versatilità u l-faċilità tat-trasport tagħhom 3 (ritratt: materjali tal-manifattur)

Gerris USV – data teknika:

• Tul/wisa '/għoli 1200/1000/320 mm

• Kostruzzjoni: kompost tal-ħġieġ epossidiku, qafas ta 'konnessjoni tal-aluminju.

• Spostament: 30 kg, inkluża l-kapaċità tal-ġarr: mhux inqas minn 15 kg

• Drive: 4 muturi BLDC (imkessaħ bl-ilma)

• Vultaġġ tal-provvista: 9,0 V... 12,6 V

• Veloċità: xogħol: 1 m/s; massimu: 2 m/s

• Ħin ta' tħaddim fuq ħlas wieħed: sa 8 sigħat (b'żewġ batteriji ta' 70 Ah)

• Il-websajt tal-proġett: https://www.facebook.com/GerrisUSV/

L-eżerċizzji komplew - jiġifieri, suppożizzjonijiet għal proġett ġdid

Il-prinċipji gwida li waqqafna lilna nfusna meta niżviluppaw il-verżjoni tagħna stess kienu dawn li ġejjin:

• buq doppju (bħal fl-ewwel għażla, li jiggarantixxi l-akbar stabbiltà meħtieġa biex jinkiseb kejl preċiż b'echo sounder);
• Sistemi ta' sewqan, enerġija u kontroll żejda;
• spostament li jippermetti l-installazzjoni ta 'tagħmir abbord li jiżnu min. 15 kg;
• żarmar faċli għat-trasport u vetturi addizzjonali;
• dimensjonijiet li jippermettu t-trasport f'karozza regolari tal-passiġġieri, anke meta mmuntati;
• protetti minn ħsara u kontaminazzjoni, drives huma duplikati madwar id-djar;
• versatilità tal-pjattaforma (tista 'tintuża f'applikazzjonijiet oħra);
• possibbiltà ta’ aġġornament għal verżjoni waħedha.

6. Il-verżjoni oriġinali tal-proġett tagħna kienet tinvolvi diviżjoni modulari f’taqsimiet mibnija bl-użu ta’ teknoloġiji differenti, li, madankollu, setgħu jiġu mmuntati faċilment daqs blokki popolari u jirċievu diversi possibbiltajiet ta’ użu: minn mudelli ta’ salvataġġ ikkontrollati bir-radju, permezz ta’ pjattaformi USV, sa dgħajjes tal-pedala elettriċi

Id-disinn kontra t-teknoloġija, jiġifieri t-tagħlim mill-iżbalji (jew sa tliet darbiet aktar mill-arti)

L-ewwel, ovvjament, kien hemm riċerka - inqatgħet ħafna ħin biex tfittex l-Internet għal disinji, soluzzjonijiet u teknoloġiji simili. Ispirawna tant idrodrone għal diversi applikazzjonijiet, kif ukoll kayaks modulari u dgħajjes żgħar tal-passiġġieri għal awto-assemblaġġ. Konna fost l-ewwel li sibna evidenza tal-valur tad-disinn ta 'żewġ buq ta' l-unità (iżda fi kważi kollha l-iskrejjen kienu jinsabu taħt qiegħ il-baħar - ħafna minnhom kienu ddisinjati biex joperaw f'ilmijiet aktar nodfa). Soluzzjonijiet modulari Kayaks prodotti industrijalment wassluna biex nikkunsidraw li naqsmu l-korp tal-mudell (u x-xogħol tal-workshop) f'elementi iżgħar. Għalhekk, inħolqot l-ewwel verżjoni tal-proġett.

7. Grazzi għall-editur Jakobsche, inħolqu malajr għażliet ta 'disinn 3D sussegwenti - meħtieġa għall-implimentazzjoni fit-teknoloġija tal-istampar tal-filament (l-ewwel żewġ u l-aħħar żewġ segmenti tal-ġisem huma r-riżultat tal-limitazzjonijiet tal-ispazju tal-istampar ta' printers proprjetà).

Inizjalment, adottajna teknoloġija mħallta. Fl-ewwel prototip, is-sezzjonijiet tal-pruwa u tal-poppa kellhom ikunu magħmula mill-aktar materjal b'saħħtu li stajna nsibu (acrylonitrile styrene acrylate - ASA fil-qosor).

8. Minħabba l-eżattezza u r-ripetibbiltà mistennija tal-konnessjonijiet tal-modulu, il-partijiet tan-nofs (tul nofs metru, fl-aħħar mill-aħħar ukoll metru) kienu jeħtieġu tagħmir xieraq.

9. L-aqwa teknoloġiku tal-plastik tagħna pproduċa serje ta 'moduli tat-test qabel ma ġiet stampata l-ewwel estrema ASA.

Fl-aħħar mill-aħħar, wara prova ta 'kunċett, għal implimentazzjoni aktar mgħaġġla ta' bwieq sussegwenti, aħna wkoll ippjanat li nużaw l-impressjonijiet bħala nagħal biex noħolqu forom għal laminazzjoni. Il-moduli tan-nofs (tul 50 jew 100 ċm) kellhom jiġu inkollati flimkien minn pjanċi tal-plastik - li għalihom il-pilota reali u speċjalista tagħna fit-teknoloġija tal-plastik - Krzysztof Szmit (magħruf mill-qarrejja ta '"Fil-Workshop", inkluż bħala ko-awtur ( MT 10 / 2007) jew karozza tal-martell anfibju kkontrollata bir-radju (MT 7/2008).

10. L-istampar tal-moduli ta 'barra ġie mdewwem b'mod perikoluż, għalhekk bdejna noħolqu mudelli pożittivi tal-ġisem - hawn fil-verżjoni klassika, ta' roħs.

11. Il-kisja tal-plywood se teħtieġ ftit stokk u pittura finali - iżda, kif irriżulta, din kienet protezzjoni tajba f'każ ta 'falliment possibbli tat-tim tan-navigazzjoni...

Disinn 3D tal-mudell il-ġdid għall-istampar, editjat minn Bartłomiej Jakobrze (serje ta' artikli tiegħu ddedikati għal proġetti elettroniċi tridimensjonali tista' tinstab fil-ħarġiet ta' "Młodego Technika" mid-9/2018–2/2020). Malajr bdejna nistampaw l-ewwel elementi tal-fuselage - iżda mbagħad bdew l-ewwel passi... L-istampar preċiż ħa b'mod ambigwu aktar żmien milli stennejna, u kien hemm difetti għaljin li rriżultaw mill-użu ta 'materjal ferm aktar b'saħħtu mis-soltu...

12. ...li għamel difer simili bl-użu ta 'qoxra tal-fowm XPS u teknoloġija CNC.

13. Il-qalba tal-fowm kellha titnaddaf ukoll.

Bid-data ta 'aċċettazzjoni toqrob b'mod allarmanti malajr, iddeċidejna li nimxu 'l bogħod mid-disinn modulari u Stampar 3D għal teknoloġija tal-pellikola solida u magħrufa aħjar – u bdejna naħdmu f’żewġ timijiet b’mod parallel fuq tipi differenti ta’ mudelli pożittivi (nagħal) ġisem: tradizzjonali (kostruzzjoni u plywood) u fowm (bl-użu ta 'router CNC kbir). F'din it-tellieqa, it-"tim ta 'teknoloġiji ġodda" immexxi minn Rafal Kowalczyk (mill-mod, player multimedjali f'kompetizzjonijiet nazzjonali u dinjija għad-disinn ta' mudelli kkontrollati bir-radju - inkluż il-ko-awtur tad-deskritt "Fil-Workshop" 6/2018) kisbu vantaġġ.

14. ... tkun adattata biex tagħmel matriċi negattiva ...

15. ...fejn dalwaqt saru l-ewwel stampi epossidiċi tal-ħġieġ ta’ sufruni. Intuża gelcoat wieħed, li kien viżibbli b'mod ċar fuq l-ilma (billi konna diġà abbandunajna l-moduli, ma kien hemm l-ebda raġuni biex tinterferixxi mal-ħidma b'dekorazzjonijiet b'żewġ kuluri).

Għalhekk, aktar ħidma tal-workshop segwa t-tielet triq tad-disinn ta 'Rafal: li tibda mill-ħolqien ta' forom pożittivi, imbagħad dawk negattivi - permezz ta 'prints ta' kaxxi tal-ħġieġ epossidiku - għal pjattaformi USV lesti (): l-ewwel prototip mgħammra b'mod sħiħ, u mbagħad kopji sussegwenti, saħansitra aktar avvanzati tal-ewwel serje. Hawnhekk il-forma u d-dettalji tal-ġisem ġew adattati għal din it-teknoloġija - dalwaqt it-tielet verżjoni tal-proġett irċeviet isem uniku mingħand il-mexxej tagħha.

16. Is-suppożizzjoni ta’ dan il-proġett edukattiv kienet li jintuża tagħmir li jissimula pubblikament disponibbli – iżda dan ma jfissirx li mill-ewwel kellna idea għal kull element – ​​anzi, illum diffiċli tgħodd kemm ġew ippruvati konfigurazzjonijiet – u l- it-titjib tad-disinn ma spiċċax hemm.

17. Dawn huma l-batteriji iżgħar użati - jippermettu li l-pjattaforma topera għal erba' sigħat taħt tagħbija tax-xogħol. Hemm ukoll għażla li tirdoppja l-kapaċità - fortunatament, bokkaporti tas-servizz u galleġġjenza akbar jippermettu ħafna.

Gerris USV huwa tifel ħaj, li jaħdem iebes (u b'moħħu!)

Gerris dan huwa l-isem ġeneriku tal-Latin għaż-żwiemel – aktarx insetti magħrufa sew, li x’aktarx jaqbdu fl-ilma fuq riġlejn spazjati ħafna.

Target korpi idrodrone Magħmul minn laminat epoxy tal-ħġieġ b'ħafna saffi - durabbli biżżejjed għall-kundizzjonijiet ħorox, ramel u żrar tax-xogħol maħsub. Huma kienu konnessi permezz ta 'qafas tal-aluminju żarmat malajr bi travi li jiżżerżqu (biex jiffaċilitaw l-issettjar tal-abbozz) għat-twaħħil ta' strumenti tal-kejl (echo sounder, GPS, kompjuter abbord, eċċ.). Konvenjenzi addizzjonali fit-trasport u l-użu jinsabu fil-kontorni tal-każijiet. diski (tnejn għal kull galleġġjant). Muturi doppji jfissru wkoll skrejjen iżgħar u affidabilità akbar, filwaqt li xorta jippermettu aktar simulazzjoni minn muturi industrijali.

18. Ħarsa lejn l-intern bil-magni u l-kaxxa tat-tagħmir elettriku. It-tubu tas-silikonju viżibbli huwa parti mis-sistema tat-tkessiħ tal-ilma.

19. Għall-ewwel testijiet fuq l-ilma, għamilna l-bwieq itqal sabiex il-katamaran iġib ruħu b'mod adegwat għall-kundizzjonijiet tal-operazzjoni maħsuba - iżda diġà konna nafu li l-pjattaforma setgħet tieħu ħsiebha!

F'verżjonijiet sussegwenti, ttestjajna diversi sistemi ta 'propulsjoni, gradwalment żiedu l-effiċjenza u l-qawwa tagħhom - għalhekk verżjonijiet sussegwenti tal-pjattaforma (b'differenza mill-ewwel catamaran ħafna snin ilu) ilaħħqu wkoll mal-fluss ta' kull xmara Pollakka b'marġini sikur ta 'veloċità.

20. Kit bażiku - b'sonar wieħed (għadu mhux imqabbad hawn). Żewġ raġġi ta 'immuntar forniti mill-utent jippermettu wkoll id-duplikazzjoni tal-apparati tal-kejl u b'hekk iżidu l-affidabbiltà tal-kejl innifsu.

21. L-ambjent tax-xogħol huwa ġeneralment żrar b'ilma mdardar ħafna.

Peress li l-unità hija mfassla biex topera minn 4 sa 8 sigħat kontinwament, b'kapaċità ta '34,8 Ah (jew 70 Ah fil-verżjoni li jmiss) - waħda f'kull wieħed mill-bini. B'ħinijiet ta 'tħaddim twal bħal dawn, huwa ovvju li l-muturi bi tliet fażijiet u l-kontrolluri tagħhom jeħtieġ li jitkessħu. Dan isir bl-użu ta 'ċirkwit ta' l-ilma simulat tipiku meħud minn wara l-iskrejjen (pompa ta 'l-ilma addizzjonali rriżultat li ma kinitx meħtieġa). Protezzjoni oħra kontra ħsara possibbli kkawżata mit-temperatura ġewwa l-sufruni hija l-qari telemetriku tal-parametri fuq il-pannell tal-kontroll tal-operatur (jiġifieri, trasmettitur tipiku ta 'simulazzjoni moderna). B'mod partikolari, il-veloċità tal-magna, it-temperatura tal-magna, it-temperatura tar-regolatur, il-vultaġġ tal-batterija tal-provvista, eċċ. huma djanjostikati fuq bażi kontinwa.

22. Dan mhuwiex post għal stili maħsuda sleek!

23. Il-pass li jmiss fl-iżvilupp ta’ dan il-proġett kien iż-żieda ta’ Sistemi ta’ Kontroll Awtonomi. Wara li jintraċċa l-ġibjun (bl-użu ta 'mappa Google jew manwalment - billi jiċċirkola madwar l-unità tal-kontorn tal-ġibjun imkejjel), il-kompjuter jerġa' jikkalkula r-rotta skont il-parametri mistennija u wara li jixgħel l-awtopilota bi swiċċ wieħed, l-operatur jista 'joqgħod komdu u ara l-operat tal-apparat b'soft drink fl-idejn...

Il-kompitu ewlieni tal-kumpless kollu huwa li jkejjel u jaħżen fi programm ġeodetiku separat ir-riżultati tal-kejl tal-fond tal-ilma, li sussegwentement jintużaw biex tiġi ddeterminata l-kapaċità totali interpolata tal-ġibjun (u għalhekk, pereżempju, biex jiċċekkja l-ammont ta’ żrar meħud minn l-aħħar kejl). Dan il-kejl jista 'jsir jew billi tħaddem id-dgħajsa manwalment (identiċi għal mudell konvenzjonali li jżomm f'wiċċ l-ilma bil-kontroll mill-bogħod) jew permezz ta' tħaddim kompletament awtomatiku ta 'swiċċ. Imbagħad il-qari attwali tas-sonar fil-fond u l-veloċità, l-istatus tal-missjoni jew il-post tal-oġġett (minn riċevitur GPS RTK preċiż ħafna pożizzjonat b’eżattezza ta’ 5 mm) jiġu trażmessi lill-operatur fuq bażi kontinwa mid-dispatcher u l-applikazzjoni tal-kontroll (jista’ wkoll issettja l-parametri tal-missjoni ppjanata).

Prattika verżjonijiet ta 'l-eżami u l-iżvilupp

Deskritt idrodrone Għadda b'suċċess għadd ta 'testijiet f'diversi kundizzjonijiet operattivi tipiċi, u ilu jaqdi b'suċċess lill-utent aħħari għal aktar minn sena, "ħrit" bir-reqqa ġibjuni ġodda.

Is-suċċess tal-prototip u l-esperjenza akkumulata wasslu għat-twelid ta 'komponenti ġodda, saħansitra aktar avvanzati ta' din l-unità. Il-versatilità tal-pjattaforma tippermetti li tintuża mhux biss f'applikazzjonijiet ġeodetiċi, iżda wkoll, pereżempju, fi proġetti ta 'studenti u ħafna kompiti oħra.

Nemmen li grazzi għal deċiżjonijiet tajbin u d-diliġenza u t-talent tal-maniġer tal-proġett, dalwaqt se jkun hemm dgħajjes Gerris, wara li jkunu kkonvertiti fi proġett kummerċjali, se jipprovdu kompetizzjoni sinifikanti għal soluzzjonijiet Amerikani offruti fil-Polonja, li huma ħafna drabi aktar għaljin f'termini ta 'xiri u manutenzjoni.

Jekk inti interessat f'dettalji mhux deskritti hawn u l-aħħar informazzjoni dwar l-iżvilupp ta 'din l-istruttura interessanti, jekk jogħġbok żur il-websajt tal-proġett: GerrisUSV fuq Facebook jew tradizzjonalment: MODElmaniak.PL.

Inħeġġeġ lill-qarrejja kollha biex jgħaqqdu t-talenti tagħhom biex joħolqu flimkien proġetti innovattivi u utli—irrispettivament mill-(kemm familjari!) "Xejn iħallas Hawnhekk." Emmen fik innifsek, ottimiżmu u kooperazzjoni tajba għalina lkoll!