Автоматизированная система управления гидравлическим краном-манипулятором

Опубликован

Идея проекта

Полное название проекта
Автоматизированная система управления гидравлическим краном-манипулятором
Руководитель
Николай Очеретяный
Заявлен
17 марта 2018, 11:15
Категории проекта
  • На конкурс «Реактор» 2018
  • Fusion 360
  • ИЗОБРЕТАЙ!
  • IV ступень
Ключевые слова проекта
  • автоматизация
  • 3d-печать
  • 3d-моделирование
  • мехатроника
  • Autonet
  • гидрораспределитель
  • имитационное моделирование
Площадка конкурса
Метаморфоза

Назначение технологии

На данный момент существует огромное количество машин оснащенных исключительно гидрораспределителями с ручным приводом, а это далеко не всегда позволяет обеспечить их наиболее эффективное применение. Один из способов повышения эффективности подобных машин – это создание автоматизированных приводов, которые позволяют, без какой либо переделки конструкции распределителя максимально автоматизировать его работу.
Реализация проекта должна повысить производительность и качество работы гидроагрегатов, при этом стоимость подобных систем будет минимальной.

Принцип действия технологии

Привод выполненный в виде съемного блока устанавливающегося на стандартные гидрораспределители крано-манипуляторной техники позволяет осуществлять дистанционное управление, при этом возможно совмещение различных операций (подъем и выдвижение стрелы, поворот колонны). Это позволяет значительно повысить производительность и снизить динамические нагрузки. Дистанционное управление и возможность выполнения части операций в полуавтоматическом режиме повышают комфорт и безопасность работы оператора и как следствие производительность. Предлагаемое конструктивное решение не требует внесения изменений гидросистему и установки дорогостоящих пропорциональных гидрораспределителей.
На данный момент получены следующие промежуточные результаты:
1 Проведен обзор конструкций. Создана 3d-модель автоматизированного привода и манипулятора.
2 Созданы расчетные имитационные модели привода и манипулятора. Проведен виртуальный эксперимент.
3 Изготовлен экспериментальный образец автоматизированного привода с применением 3D-печати.
4 Создана управляющая программа..
5 Проведены лабораторные экспериментальные исследования по управлению автомобильным гидроманипулятором.
6 Произведен анализ перспектив коммерциализации проекта и расчет экономической эффективности.
Практическое значение работы
Автоматизация производственных процессов с целью повышения производительности и в особой степени комфорта и безопасности оператора является стратегически важной задачей современной промышленности. Внедрение подобных «умных» технологий способно при незначительных капитальных вложения в совершенствование оборудования принести реальную выгоду. Это подтверждается результатами экспериментальных исследований по управлению автомобильным манипулятором с использованием разработанного привода. Привод позволил осуществлять дистанционное управление при этом, возможно совмещение различных операций (подъем и выдвижение стрелы, поворот колонны). Это позволяет значительно повысить производительность и снизить динамические нагрузки.
Дальнейшие перспективы развития продукции
1 Создание нейрокомпьютерных обучаемых систем управления способных взять на себя практические полностью выполнение отдельных операций.
2 Создание биометрически корректируемых систем управления, где часть управляющих функций будет выполняться за счет контроля биометрических показателей оператора (например, отслеживание направления взгляда).
3 Установка дополнительных средств контроля (например, камера на стреле манипулятора) для дистанционного контроля операций на мониторе компьютера.

Презентация

Автоматизированный привод.pptx

Галерея проекта

  • обложка проекта
    image.png
    14.4 КБ

План проекта

Лидер проекта
Николай Очеретяный
1

Проведение динамических исследований на виртуальном стенде с целью изучения возможности совмещения операций

Исполнитель:
Николай Очеретяный
Срок:
1 мая 2018
Статус:
в работе

Описание и инструкции

Процесс имитационного моделирования рабочего крана-манипулятора включает следующие этапы:
1. Создание 3D-модели полностью воспроизводящей кинематику и массовые характеристики реального манипулятора;
2. Приложение к штокам гидроцилиндров линейных двигателей.
3. Приложение к механизму поворота колонны углового двигателя.
4. Разработка плана проведения эксперимента.
5. Создание на временной шкале ключевых точек, обеспечивающих включение и выключение двигателей, изменение их скоростей в соответствии с планом эксперимента.
6. Установка датчиков, фиксирующих требуемые физические параметры процесса (например, силы, возникающие на приложенных двигателях, потребляемая ими мощность, скорости движения звеньев и т.п.).
7. Проведение серий экспериментов с варьированием входных параметров в соответствии с планом эксперимента.

Ключевые слова задачи

  • 3d-моделирование
  • cad

Компетенции

  1. владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения
  2. готов к кооперации с коллегами, работе в коллективе
  3. стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства
  4. способен приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии
  5. готов к участию в составе коллектива исполнителей к разработке проектно-конструкторской документации по созданию и модернизации систем и средств эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов
  6. готов к выполнению элементов расчетно-проектировочной работы по созданию и модернизации систем и средств эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов
  7. способен в составе коллектива исполнителей к выполнению теоретических, экспериментальных, вычислительных исследований по научно-техническому обоснованию инновационных технологий эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов
  8. разрабатывать математические модели составных частей объектов профессиональной деятельности методами теории автоматического управления
  9. применять необходимые для построения моделей знания принципов действи я и математического описания составных частей мехатронных и робототехнических систем (информационных, электромеханических, электрогидравлических, электронных элементов и средств вычислительной техники);
  10. реализовывать модели средствами вычислительной техник и;
Приложенных файлов нет
2

Статистический анализ результатов динамических исследований на виртуальном стенде

Исполнитель:
не назначен
Срок:
1 августа 2018
Статус:
в работе

Описание и инструкции

Процесс статистического анализа результатов динамических исследований включает следующие этапы:
1. "Выгрузка" полученных экспериментальных данных в из САПР в электронную таблицу.
2. Упорядочение и группировка данных в зависимости от варьируемых в эксперименте параметров.
3. Статистический анализ данных.
4. Создание графиков демонстрирующих динамику параметров.
5. Определение оптимальных рабочих режимов.

Ключевые слова задачи

    Компетенции

    1. умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях
    2. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов
    3. способность проводить моделирование процессов и систем
    4. способность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований
    5. способность обосновывать правильность выбранной модели, сопоставляя результаты экспериментальных данных и полученных решений
    6. готовность использовать математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных исследований
    7. способность оформлять полученные рабочие результаты в виде презентаций, научно-технических отчетов, статей и докладов на научно-технических конференциях
    Приложенных файлов нет