АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА НАБОРА ВОДЫ

Целью данной работы является создание прототипа автоматической системы набора воды, а именно автоматической поилки.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

• Создание прототипа автоматической системы набора воды при помощи трёхмерного САПР.
• Изготовление прототипа автоматической системы набора воды.

Методологическая основа исследования состояла в применении следующих методов.

Теоретические: теоретический анализ технического задания, изучение информации об аналогах схожих по техническим параметрам прототипах.

Эмпирический: сравнение информации об аналогах.

Экспериментально-теоретические: систематизация достоинств и недостатков аналогов, моделирование окончательного результата.

Результаты научно-исследовательской работы

В ходе научно-исследовательской работы, было создано 4 различные схемы, а именно:

• Функциональная схема.
• Структурная схема.
• Принципиальная схема.
• Блок схема алгоритма.

Нося условный характер, схемы позволяют лаконично и понятно выразить инженерную мысль использую символы и условные обозначения, а также обладая информацией в объеме, достаточном для изготовления и эксплуатации изделия. Также схемы позволяют сократить объём графической работы и предельно просто передать содержание схемы.

Функциональная схема, созданная для прототипа автоматической поилки указана на рисунке 1.

Рисунок 1. Функциональная схема автоматической поилки

Структурная схема не учитывает действительное расположение частей и не раскрывает их способ связи, но даёт наглядное представление о:

• составе изделия;
• последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии.

Структурная схема, созданная для прототипа автоматической поилки указана на рисунок 2.

Рисунок 2. Структурная схема автоматической поилки

Неотъемлемой частью любого инженера и робототехника в частности является умение чтения и составления принципиальных электрических схем – графическое изображение, служащее для передачи с помощью условно графических и буквенно-цифровых обозначений связей между элементами электрического устройства.

Функции, которые выполняют принципиальные схемы:

• Показывает расположение и соединение всех электронных компонентов системы, что позволяет воссоздать целое устройство.
• Помогает понять принципы работы устройства необходимые при ремонте и/или доработке устройства, за счёт информации о принципах функционирования и составе схемы.

Принципиальная схема прототипа автоматической поилки указана на рисунок 3.

Рисунок 3. Принципиальная схема для автоматической поилки

Блок схема алгоритма слишком велика и заслуживает отдельного рассмотрения.

Опытно-конструкторская работа по созданию автоматической системы набора воды

Для того, чтобы приступить к созданию 3D модели, первым делом необходимо провести реверс-инжиниринг используемых деталей, либо найти их в доступных репозиториях. В данном случае, обратная разработка велась с целью воссоздания используемых деталей в 3D проекции, с сохранением их габаритных размеров. Следующий этап заключается в создание корпусных деталей и самого корпуса устройства.

На рисунке 4 представлен 3D корпуса механизма управления водой и его реализация.

 (а)                                                            (б)      

Рисунок 4. корпуса механизма управления водой a) 3D модель; б) Фото

После изготовления корпуса механизмов управления водой встал вопрос о создание прототипа полноценного корпуса. При проектирование данный корпус был условно разделён на две части. В первой части были расположены механизмы для управления сливом и наливом воды, водопроводные трубы и миска данная часть представлена на рис. 5(a). Во второй части расположены все электротехнические компоненты (не считая сервоприводов, данная часть представлена на рис. 5(б).

(а)                                                                                          (б)           

Рисунок 5. Прототип корпуса a) Вид А; б) Вид Б

Для вывода и крепления шланга был предусмотрен специальный держатель, собранная модель прототипа представлена на рисунке 8.

(а)                                                       (б)

Рисунок 8 – Система автоматического набора воды a)3D вид; б) Реализация

Заключение

В результате проделанного исследования был создан прототип автоматической системы набора воды, а именно автоматическая поилка для животных.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Требуется доработка и усложнение схемы, включение в неё датчиков для расширения функционала системы.
2. Требуется продумать электрозащиту системы от внешнего воздействия, в том числе от воздействия животных.

Практическая значимость результатов работы заключается в том, что основные теоретические и практические положения и выводы могут быть использованы в процессе дальнейшей доработки прототипа и попытки коммерциализировать проект.

Cписок литературы:

1. Школа для электрика [Электронный ресурс] / Что такое структурная схема – Режим доступа: http://electricalschool.info/main/electroshemy/848-chto-takoe-strukturnaja-skhema.html свободный (дата обращения 14.05.2017г.).
2. Shkolo [Электронный ресурс] / Блок схема алгоритма – Режим доступа: http://shkolo.ru/blok-shema-algoritma/ свободный (дата обращения 15.05.2017г.).
3. НОУ Интуит [Электронный ресурс] / Графическая реализация циклического алгоритма – Режим доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/1740/1301/lecture/25625?page=4 свободный (дата обращения 16.05.2017г.).
4. Википедия [Электронный ресурс] / Принципиальная схема– Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Принципиальная_схемасвободный (дата обращения 17.05.2017г.).
5. Электроника для начинающих [Электронный ресурс] / Что такое принципиальная схема– Режим доступа: http://madelectronics.ru/uchebnik/principialnaya-shema.htm (дата обращения 18.05.2017г.).