Gerris USV - hydrodrone mula sa simula!

Ngayon, ang "In the Workshop" ay tungkol sa isang bahagyang mas malaking proyekto - iyon ay, tungkol sa isang unmanned vessel na ginamit, halimbawa, para sa bathymetric measurements. Mababasa mo ang tungkol sa aming unang catamaran, na inangkop sa bersyon na kinokontrol ng radyo, sa ika-6 na isyu ng "Young Technician" para sa 2015. Sa pagkakataong ito, hinarap ng MODELmaniak team (isang pangkat ng mga may karanasang modeller na kaakibat ng Kopernik Model Workshops Group sa Wrocław) ang mapagkaibigang hamon ng pagdidisenyo mula sa simula ng lumulutang na platform ng pagsukat na mas mahusay na inangkop sa mga kondisyon ng graba. quarry, napapalawak sa isang stand-alone na bersyon, na nagbibigay sa operator ng mas maraming silid sa paghinga.

Nagsimula sa pagpapasadya...

Una naming nakatagpo ang problemang ito nang tanungin kami ilang taon na ang nakalilipas tungkol sa posibilidad ng pagpapakilala ng mga actuator at adaptasyon sa radio control trailed bathymetric (ibig sabihin, isang sukatan na plataporma na ginagamit upang sukatin ang lalim ng mga anyong tubig).

1. Ang unang bersyon ng platform ng pagsukat, inangkop lamang sa bersyon ng RC

2. Ang mga drive ng unang hydrodrone ay bahagyang binago ang mga inverters ng aquarium - at nagtrabaho sila nang maayos, kahit na tiyak na wala silang "paglaban sa konstruksyon".

Ang gawain ng simulation ay ang pagdidisenyo at paggawa ng mga actuator para sa mga prefabricated na PE stretch-blow molded floats (RSBM - katulad ng mga bote ng PET). Matapos suriin ang mga kondisyon ng pagpapatakbo at magagamit na mga pagpipilian, pumili kami ng isang medyo hindi pangkaraniwang solusyon - at, nang hindi nakakasagabal sa mga hull sa ibaba ng waterline, nag-install kami ng mga aquarium circulator-inverters bilang mga drive na may karagdagang kakayahang umikot 360 ° at iangat (halimbawa. , kapag tumama ang isang balakid o sa panahon ng transportasyon) ) . Ang solusyon na ito, na karagdagang suportado ng isang hiwalay na kontrol at sistema ng supply ng kuryente, ay nagpapahintulot sa kontrol at bumalik sa operator kahit na sa kaganapan ng pagkabigo ng isa sa mga seksyon (kanan o kaliwa). Ang mga solusyon ay matagumpay na ang catamaran ay gumagana pa rin.

3. Kapag naghahanda ng aming sariling proyekto, sinuri namin nang detalyado (madalas nang personal!) Maraming mga katulad na solusyon - sa paglalarawang ito, Aleman ...

4.…narito ang isang Amerikano (at ilang dosena pa). Tinanggihan namin ang mga solong kasko bilang hindi gaanong maraming nalalaman, at ang mga drive na nakausli sa ibaba ng ibaba bilang potensyal na problema sa operasyon at transportasyon.

Gayunpaman, ang kawalan ay ang pagiging sensitibo ng mga disk sa polusyon sa tubig. Bagama't mabilis mong maalis ang buhangin mula sa rotor pagkatapos ng isang emergency na paglangoy patungo sa pampang, kailangan mong mag-ingat sa aspetong ito kapag naglulunsad at lumalangoy malapit sa ilalim. Dahil, gayunpaman, kasama nito ang pagpapalawak ng mga kakayahan sa pagsukat, at lumawak din ito sa panahong ito. saklaw ng hydrodrone (sa mga ilog) nagpakita ng interes ang aming kaibigan sa isang bagong bersyon ng pag-unlad ng platform na espesyal na idinisenyo para sa layuning ito. Tinanggap namin ang hamon na ito - alinsunod sa didactic na profile ng aming mga studio at sa parehong oras ay nagbibigay ng pagkakataon na subukan ang mga binuo na solusyon sa pagsasanay!

5. Ang mabilis na pagtiklop ng mga modular na kaso ay napaka-inspirasyon sa kanilang versatility at kadalian ng transportasyon 3 (larawan: mga materyales ng tagagawa)

Gerris USV - teknikal na data:

• Haba/lapad/taas 1200/1000/320 mm

• Konstruksyon: epoxy glass composite, aluminum connecting frame.

• Pag-aalis: 30 kg, kasama ang kapasidad ng pagdadala: hindi bababa sa 15 kg

• Magmaneho: 4 na BLDC na motor (water-cooled)

• Supply boltahe: 9,0 V… 12,6 V

• Bilis: gumagana: 1 m/s; maximum: 2 m/s

• Oras ng pagpapatakbo sa isang singil: hanggang 8 oras (na may dalawang baterya na 70 Ah)

• Website ng proyekto: https://www.facebook.com/GerrisUSV/

Nagpatuloy ang mga pagsasanay - iyon ay, mga pagpapalagay para sa isang bagong proyekto

Ang mga patnubay na prinsipyo na itinakda namin para sa ating sarili sa pagbuo ng sarili nating bersyon ay ang mga sumusunod:

• dalawang-hull (tulad ng sa unang bersyon, ginagarantiyahan ang pinakamalaking katatagan na kinakailangan upang makakuha ng tumpak na mga sukat na may isang echo sounder);
• kalabisan drive, kapangyarihan at control system;
• displacement, na nagpapahintulot sa pag-install ng on-board na kagamitan na tumitimbang ng min. 15 kg;
• madaling disassembly para sa transportasyon at karagdagang mga sasakyan;
• mga sukat na nagpapahintulot sa transportasyon sa isang ordinaryong pampasaherong kotse, kahit na pinagsama;
• protektado mula sa pinsala at kontaminasyon, mga dobleng drive sa bypass ng katawan;
• universality ng platform (ang kakayahang gamitin ito sa iba pang mga application);
• ang kakayahang mag-upgrade sa isang standalone na bersyon.

6. Ang orihinal na bersyon ng aming proyekto ay nagsasangkot ng modular na paghahati sa mga seksyon na binuo gamit ang iba't ibang mga teknolohiya, na, gayunpaman, ay maaaring tipunin nang kasing dali ng mga sikat na bloke at makatanggap ng iba't ibang gamit: mula sa mga modelo ng rescue na kontrolado ng radyo, sa pamamagitan ng mga platform ng USV, hanggang sa mga electric pedal boat

Disenyo kumpara sa teknolohiya ibig sabihin, pag-aaral mula sa mga pagkakamali (o hanggang tatlong beses na higit pa sa sining)

Sa una mayroong, siyempre, mga pag-aaral - maraming oras ang ginugol sa paghahanap sa Internet para sa mga katulad na disenyo, solusyon at teknolohiya. Sobrang na-inspire nila kami hydrodronium iba't ibang mga application, pati na rin ang modular kayaks at maliliit na pampasaherong bangka para sa self-assembly. Kabilang sa mga unang natagpuan namin ang kumpirmasyon ng halaga ng double-hull na layout ng yunit (ngunit sa halos lahat ng mga ito ang mga propeller ay matatagpuan sa ilalim ng seabed - karamihan sa kanila ay idinisenyo upang gumana sa mas malinis na tubig). Mga modular na solusyon ang mga pang-industriyang kayaks ay nag-udyok sa amin na isaalang-alang ang paghahati ng modelong katawan ng barko (at pagawaan ng trabaho) sa mas maliliit na piraso. Kaya, ang unang bersyon ng proyekto ay nilikha.

7. Salamat sa editor ng Jakobsche, ang kasunod na mga pagpipilian sa disenyo ng 3D ay mabilis na nilikha - kinakailangan para sa pagpapatupad sa teknolohiya ng pag-print ng filament (ang unang dalawa at huling dalawang segment ng katawan ay ang resulta ng mga limitasyon sa espasyo sa pag-print ng mga pag-aari ng mga printer).

Sa una, pinagtibay namin ang halo-halong teknolohiya. Sa unang prototype, ang bow at stern na mga seksyon ay kailangang gawin ng pinakamatibay na materyal na mahahanap namin (acrylonitrile-styrene-acrylate - ASA para sa maikli).

8. Sa inaasahang katumpakan at pag-uulit ng mga koneksyon ng module, ang mga gitnang bahagi (kalahating metro ang haba, sa kalaunan ay isang metro rin) ay nangangailangan ng naaangkop na kagamitan.

9. Ang aming nangungunang plastics technologist ay gumawa ng isang serye ng mga module ng pagsubok bago ang unang extreme na elemento ng ASA ay nai-print.

Sa huli, pagkatapos ng patunay ng konsepto, upang mas mabilis na matanto ang mga kasunod na kaso, isinasaalang-alang din namin ang paggamit ng mga impression bilang mga hooves upang lumikha ng mga hulma para sa paglalamina. Ang mga gitnang module (50 o 100 cm ang haba) ay kailangang idikit mula sa mga plastic na plato - kung saan ang aming tunay na piloto at dalubhasa sa teknolohiya ng plastik - Krzysztof Schmit (kilala sa mga mambabasa ng "At the Workshop", kabilang ang bilang isang co-author ( MT 10 / 2007) o radio-controlled machine-amphibian-hammer (MT 7/2008).

10. Ang pag-print ng mga end module ay tumatagal ng isang mapanganib na mahabang panahon, kaya nagsimula kaming lumikha ng mga positibong template ng katawan - dito sa klasikong, rebated na bersyon.

11. Ang plywood sheathing ay mangangailangan ng ilang puttying at huling pagpipinta - ngunit, tulad ng nangyari, ito ay isang mahusay na proteksyon sa kaso ng isang posibleng pagkabigo ng navigational brigade ...

3D na disenyo ng bagong modelo para sa pag-print, na-edit ni Bartłomiej Jakobsche (isang serye ng kanyang mga artikulo sa 9D electronic na proyekto ay matatagpuan sa mga isyu ng "Młodego Technika" na may petsang 2018/2–2020/XNUMX). Di-nagtagal, sinimulan namin ang pag-print ng mga unang elemento ng fuselage - ngunit pagkatapos ay nagsimula ang mga unang hakbang ... Ang tumpak na tumpak na pag-print ay tumagal nang hindi siguradong mas mahaba kaysa sa aming inaasahan, at may mga mamahaling depekto na nagreresulta mula sa paggamit ng mas malakas kaysa sa karaniwang materyal ...

12. …na gumawa ng katulad na kuko mula sa XPS foam body at CNC technology.

13. Kailangan ding linisin ang foam core.

Dahil ang petsa ng pagtanggap ay nalalapit nang napakabilis, nagpasya kaming lumayo sa modular na disenyo at 3D printing para sa mahirap at mas kilalang laminate technology - at nagsimula kaming magtrabaho sa dalawang koponan na magkatulad sa iba't ibang uri ng mga positibong pattern (hooves) корпус: tradisyonal (konstruksyon at playwud) at foam (gamit ang isang malaking CNC router). Sa karerang ito, ang "koponan ng mga bagong teknolohiya" na pinamumunuan ni Rafal Kowalczyk (nga pala, isang multimedia player sa pambansa at pandaigdigang mga kumpetisyon para sa mga konstruktor ng modelo na kontrolado ng radyo - kasama ang co-author ng inilarawan na "On the Workshop" 6/ 2018) ay nakakuha ng kalamangan.

14. ... maging angkop para sa paggawa ng negatibong matrix ...

15. …kung saan ang unang glass epoxy float prints ay ginawa sa lalong madaling panahon. Ginamit ang isang gel coat, na malinaw na nakikita sa tubig (dahil tinalikuran na namin ang mga module, walang dahilan upang makagambala sa trabaho na may dalawang kulay na dekorasyon).

Samakatuwid, ang karagdagang gawain ng workshop ay sumunod sa pangatlong disenyo ng landas ni Rafal: simula sa paglikha ng mga positibong anyo, pagkatapos ay mga negatibo - sa pamamagitan ng mga imprint ng mga kaso ng epoxy-glass - hanggang sa mga yari na platform ng IVDS (): una, isang kumpleto sa gamit na prototype , at pagkatapos ay kasunod, mas advanced na mga kopya ng unang serye. Dito, ang hugis at mga detalye ng katawan ng barko ay inangkop sa teknolohiyang ito - sa lalong madaling panahon ang ikatlong bersyon ng proyekto ay nakatanggap ng isang natatanging pangalan mula sa pinuno nito.

16. Ang palagay ng proyektong pang-edukasyon na ito ay ang paggamit ng magagamit sa publiko, mga kagamitan sa pagmomodelo - ngunit hindi ito nangangahulugan na agad kaming nagkaroon ng ideya para sa bawat elemento - sa kabaligtaran, ngayon ay mahirap bilangin kung gaano karaming mga pagsasaayos ang sinubukan - at hindi doon natapos ang pagpapabuti ng disenyo.

17. Ito ang pinakamaliit sa mga bateryang ginamit - pinapayagan nila ang platform na tumakbo sa loob ng apat na oras sa ilalim ng workload. Mayroon ding isang opsyon na doblehin ang kapasidad - sa kabutihang palad, ang mga hatch ng serbisyo at mas mataas na buoyancy ay nagbibigay-daan sa maraming.

Si Gerris USV ay isang masigla, nagtatrabahong bata (at nasa isip niya!)

Garris ito ang Latin na generic na pangalan para sa mga kabayo - malamang na mga kilalang insekto, malamang na dumadaloy sa tubig sa malawak na espasyo ng mga paa.

Target na Hydrodrone Hulls Ginawa mula sa multi-layer glass epoxy laminate – sapat na malakas para sa malupit, mabuhangin/graba na kondisyon ng nilalayong trabaho. Ikinonekta ang mga ito ng isang mabilis na natanggal na aluminum frame na may mga sliding (upang mapadali ang draft setting) beam para sa pag-mount ng mga instrumento sa pagsukat (echo sounder, GPS, on-board na computer, atbp.). Ang mga karagdagang kaginhawahan sa transportasyon at paggamit ay sakop sa mga balangkas ng mga kaso. mga disk (dalawa bawat float). Ang mga dual motor ay nangangahulugan din ng mas maliliit na propeller at higit na pagiging maaasahan, habang sa parehong oras ay nakakagamit ng higit pang simulation kaysa sa mga pang-industriyang motor.

18. Isang pagtingin sa salon na may mga motor at isang de-koryenteng kahon. Ang nakikitang silicone tube ay bahagi ng water cooling system.

19. Para sa mga unang pagsubok sa tubig, tinimbang namin ang mga katawan ng barko upang maging sapat ang pagkilos ng catamaran para sa mga kondisyon ng nilalayong trabaho - ngunit alam na namin na kakayanin ito ng platform!

Sa kasunod na mga bersyon, sinubukan namin ang iba't ibang mga sistema ng propulsion, unti-unting nadaragdagan ang kanilang kahusayan at kapangyarihan - samakatuwid, ang mga kasunod na bersyon ng platform (hindi katulad ng unang catamaran ng maraming taon na ang nakakaraan) na may ligtas na margin ng bilis ay nakakayanan din ang daloy ng bawat ilog ng Poland.

20. Basic set - na may isang (hindi pa konektado dito) sonar. Pinapayagan din ng dalawang mounting beam na iniutos ng user na madoble ang mga device sa pagsukat at sa gayon ay mapataas ang pagiging maaasahan ng mga sukat mismo.

21. Ang kapaligiran sa pagtatrabaho ay karaniwang graba na may napakalabo na tubig.

Dahil ang yunit ay idinisenyo upang gumana mula 4 hanggang 8 oras nang tuluy-tuloy, na may kapasidad na 34,8 Ah (o 70 Ah sa susunod na bersyon) - isa sa bawat isa sa mga kaso. Sa napakatagal na oras ng pagtakbo, kitang-kita na ang mga three-phase na motor at ang kanilang mga controller ay kailangang palamig. Ginagawa ito gamit ang isang tipikal na pagmomodelo ng circuit ng tubig na kinuha mula sa likod ng mga propeller (isang karagdagang water pump ay naging hindi kailangan). Ang isa pang proteksyon laban sa posibleng pagkabigo na dulot ng temperatura sa loob ng mga float ay ang telemetric reading ng mga parameter sa control panel ng operator (i.e. isang transmiter na tipikal ng modernong simulation). Sa isang regular na batayan, sa partikular, ang mga bilis ng engine, ang kanilang temperatura, temperatura ng mga regulator, boltahe ng mga supply ng baterya, atbp.

22. Hindi ito ang lugar para sa mga sleek crop na modelo!

23. Ang susunod na hakbang sa pagbuo ng proyektong ito ay ang pagdaragdag ng Autonomous Control Systems. Matapos masubaybayan ang isang reservoir (sa isang mapa ng Google o manu-mano - ayon sa daloy sa paligid ng contour unit ng sinusukat na reservoir), muling kinakalkula ng computer ang ruta ayon sa tinantyang mga parameter at pagkatapos i-on ang autopilot sa isang switch, ang operator ay maaaring kumportable. umupo upang pagmasdan ang paggana ng aparato na may soft drink sa kanyang kamay ...

Ang pangunahing gawain ng buong complex ay upang sukatin at i-save sa isang hiwalay na geodetic na programa ang mga resulta ng mga sukat ng lalim ng tubig, na ginagamit sa ibang pagkakataon upang matukoy ang interpolated kabuuang kapasidad ng reservoir (at sa gayon, halimbawa, upang suriin ang dami ng napiling graba mula noong ang huling pagsukat). Ang mga sukat na ito ay maaaring gawin alinman sa pamamagitan ng manu-manong kontrol ng bangka (kapareho ng isang kumbensyonal na remote controlled floating model) o sa pamamagitan ng ganap na awtomatikong pagpapatakbo ng switch. Pagkatapos ang kasalukuyang pagbabasa ng sonar sa mga tuntunin ng lalim at bilis ng paggalaw, ang katayuan ng misyon o ang lokasyon ng bagay (mula sa isang napakatumpak na RTK GPS receiver, na nakaposisyon na may katumpakan na 5 mm) ay ipinadala sa operator sa isang patuloy na batayan ng dispatcher at ng control application (maaari din itong itakda ang mga parameter ng nakaplanong misyon) .

Magsanay ng mga bersyon ng pagsusulit at pag-unlad

inilarawan hydrodrone Matagumpay itong nakapasa sa ilang pagsubok sa iba't-ibang, karaniwang mga kondisyon sa pagtatrabaho, at nagsisilbi sa end user nang higit sa isang taon, maingat na "nag-aararo" ng mga bagong reservoir.

Ang tagumpay ng prototype at ang naipon na karanasan ay humantong sa pagsilang ng bago, mas advanced na mga yunit ng yunit na ito. Ang versatility ng platform ay nagpapahintulot na magamit ito hindi lamang sa mga geodetic na aplikasyon, kundi pati na rin, halimbawa, sa mga proyekto ng mag-aaral at maraming iba pang mga gawain.

Naniniwala ako na salamat sa matagumpay na mga desisyon at ang kasipagan at talento ng tagapamahala ng proyekto, magkakaroon na mga gerris boat, pagkatapos na ma-convert sa isang komersyal na proyekto, makikipagkumpitensya sila sa mga solusyon sa Amerika na inaalok sa Poland, na maraming beses na mas mahal sa mga tuntunin ng pagbili at pagpapanatili.

Kung interesado ka sa mga detalyeng hindi saklaw dito at sa pinakabagong impormasyon sa pagbuo ng kawili-wiling istrukturang ito, mangyaring bisitahin ang website ng proyekto: GerrisUSV sa Facebook o ayon sa kaugalian: MODElmaniak.PL.

Hinihikayat ko ang lahat ng mga mambabasa na pagsama-samahin ang kanilang mga talento upang lumikha ng mga makabago at kapaki-pakinabang na mga proyekto nang sama-sama—anuman ang (pamilyar!) "Walang binabayaran dito." Kumpiyansa sa sarili, optimismo at magandang kooperasyon sa ating lahat!