21 век — век разного рода гаджетов. Все, и мал и стар, обожают планшеты, смартфоны, роботов и всё, что с этим связано. Правда, в большинстве случаев у детей и подростков это увлечение — пустая трата времени. Дети смотрят мультфильмы и играют, и если родители допускают, то ребенок может просидеть с планшетом или телефоном целый день.
Я подумал, почему бы не обратить эту привязанность к гаджетам в полезное русло, и не попробовать самому спроектировать и собрать робота?
Так родилась концепция, идея создания робота-поисковика внедорожника «ЭКОРОБОТА», робота для поиска очагов загрязнений опасными отходами, поиск стихийных свалок в городе Санкт-Петербурге и Ленинградской области.
Почему «Экоробот»?
Развитие науки, экономики и уровня жизни населения неуклонно ведёт к ухудшению экологии на планете. Основными центрами загрязнений являются крупные мегаполисы и промышленные города, так как именно они являются ежедневными источниками вредных и опасных отходов. Это негативно влияет на здоровье человека.
Не нужно забывать и о радиоактивных отходах. Этот вид отходов относится к первому классу опасности.
К опасным отходам относятся: непригодные для эксплуатации батарейки и аккумуляторы, сломанные электроприборы, остатки лакокрасочных веществ в таре, различные удобрения или ядохимикаты, просроченная бытовая химия, медицинские препараты, термометры на основе ртути, энергосберегающие лампы. Все выше перечисленные материалы, вещества очень часто выбрасываются на так называемые стихийные свалки или они утилизируются неправильно. Только в Санкт-Петербурге за год выходит из строя около 3,5–4 млн люминесцентных ламп, а правильно утилизируют менее 15 % перегоревших ламп, остальные выбрасывают на свалку.
Способов поиска и обезвреживания опасных отходов достаточно много, но большинство из них не являются рациональными.
14 ноября 2013 года впервые удалось установить место утечки радиоактивной воды на поврежденной АЭС «Фукусима-1» этого смогли добиться только с помощью робота.
Если бы современые технолгии (в том числе робототехника) были доступны в далеком уже 1986 году. Возможно было бы избежать многих человеческих жертв, ведь роботы смогли бы собирать и сбрасывать обломки разрушеного реактора Чернобольской АЭС.
И так, использование роботов — это оптимальное решение проблемы по обнаружению опасных отходов.
Нами разработан робот поисковик очагов загрязнений опасными отходами.
Такое решение и такой робот имеет ряд достоинств:
1. Мобильность — робот сможет самостоятельно передвигаться по достаточно широкому спектру маршрутов: в том числе дорог, мест, которые не сможет пройти человек.
2. С помощью набора специальных датчиков, робот сможет не только найти опасные объекты, но и определить его класс.
3. Благодаря спутниковому навигатору, командный пункт, обслуживающий этого робота сможет следить за координатами робота. Также робот отправит свои координаты в соответствующие учреждения, когда найдёт опасные объекты.
4. Робот оснащён антивандальной сигнализацией, которая позволит обезопасить его от нападения вандалов и мародёров, а также хулиганов.
5. Робот оснащён специальным манипулятором, который может как передвигать различные объекты, допустим неопознанные, так и переместить их в свой накопительный резервуар. Это позволит доставить эти объекты в командный центр для их дальнейшего лабораторного изучения.
Расскажу о конструктивном исполнении робота.
Основные элементы робота закреплены на стальной раме. Это позволяет нам сделать несущую раму более крепкой. Размеры робота 1000 х 800 х 600 мм.
Робот имеет четыре колеса, расположенных как в автомобиле, но основным отличительным признаком от автомобиля является то, что поворот осуществляется не за счёт изменения угла поворота колеса, относительно кузова, а за счёт вращения боковых колёс правой или левой стороны. Это отличие и позволяет роботу иметь подходящие характеристики как для ровной, асфальтированной дороги, так и для бездорожья.
Ещё одной отличительной особенностью является то, что каждое колесо робота имеет свой индивидуальный мотор, который крутит только его. У робота четыре колеса и четыре мотора. Каждый мотор связан с колесом конической парой с передаточным отношением 3,66. Это позволяет сделать робота не только хорошим тягачом, но и достаточно быстрым. Тем более, что его предполагаемая среда эксплуатации лес или какие-либо места с трудной проходимостью.
Робот будет оснащен манипулятором, способным передвигать различные объекты, и также загружать их в себя. Манипулятор будет расположен на специальных направляющих. Также робот будет оснащён датчиками для анализа отходов. Система управления тяговыми электродвигателями.
Система управления тяговыми электродвигателями состоит из двух частей:
1. Реверсор
2. Система плавного пуска двигателя
Реверсор позволяет мотору крутиться не только вперёд, но и назад.
Состоит из двух реле, которые меняют полярность поступающего на мотор тока. Реверс на данных двигателях представляет собой изменение полярности на обмотке якоря, а не на обмотке возбуждения, т. к., если изменить полярность на обмотке возбуждения, то это приведет к искрению на коллекторе, круговой огонь и вывод из строя двигателя.
Система пуска, состоит из двух реле и двух кнопок. Служит для плавного пуска двигателя. Основной принцип работы этого устройства заключён в плавном перемещении управляющего мотора от начала в конец направляющей, на которой расположены контакты.
Контакты в свою очередь постепенно замыкают силовые резисторы, благодаря этому мотор начинает набирать обороты.
Нами были произведены расчеты всех элементов схемы, собрана действующая минимодель (20 х15 см), после чего перешли к созданию основного робота.
На финальном этапе создания робота, будут вноситься изменения, для того, чтобы сделать проект максимально безопасным и работоспособным.
В заключение хочу сказать, что недалеко то время, когда десятки, сотни роботов, десант роботов будет предотвращать экологические катастрофы, стоять на страже чистого неба, свежего воздуха и безопасной воды, ведь человек должен думать, а машины должны работать. А техник должен уметь управлять, ремонтировать и создавать роботов.
