25 05.2022 Тема: Принципи функціонування виконавчих механізмів відповісти на тестові завдання та надіслати відповіді на : pdo130313@gmail.com
Які пристрої призначені для здійснення впливу системи автоматичного керування?
Які дві частини виділяють у виконавчих пристроях?
Як розділяються ПЗО за характером оброблюваного сигналу?
Які функції виконують ПЗО в автоматизованих системах управління?
Для функціонування аналого-цифрового перетворення за методом послідовного підрахунку входить?
Що називають аналого-цифровими перетворювачами?
18 05.2022 Тема: Принципи функціонування виконавчих механізмів Ознайомитися з темою відповісти на запитання та надіслати відповіді на : pdo130313@gmail.com
Принципи функціонування виконавчих механізмів. Для здійснення впливу системи автоматичного керування призначені виконавчі пристрої або механізми. Якщо датчики перетворюють фізичні величини, що характеризують об'єкт керування, в електричний сигнал, то виконавчі пристрої здійснюють обернену дію — перетворюють сигнал системи керування у фізичну величину, що змінює перебіг технологічного процесу в потрібному напрямі.
За видом споживаної енергії виконавчі механізми поділяють на електричні, пневматичні та гідравлічні. Найбільшого поширення набули електричні виконавчі механізми. Пневматичні та гідравлічні — застосовуються в разі необхідності отримання великої потужності під час переміщення робочого органа та у вибухонебезпечних середовищах.
Виконавчий елемент (англ. executive elements) — пристрій, що безпосередньо здійснює механічне переміщення (чи поворот) регулювального органа об'єкта управління і змінює його стан.
Конструкції виконавчих механізмів розрізняють за характером руху вихідної ланки (прямохідні і поворотні) і за видом чутливого елемента, який перетворює енергію командного сигналу в переміщення вихідної ланки.
У сучасних автоматичних системах керування основні операції обробки інформації виконує комп'ютер або мікропроцесор, тому виконавчі пристрої мають здійснювати перетворення цифрового вихідного сигналу комп'ютера у фізичну величину. У хімічних процесах цифровий сигнал перетворюється в переміщення робочих органів, що регулюють надходження вхідних реагентів, температуру в реакторі тощо.
У складі виконавчого пристрою можна виділити дві частини: малопотужну, яка складається з перетворювача і підсилювача, та потужну, що складається з потужного перетворювача і вихідного виконавчого механізму. У деяких виконавчих механізмах окремі частини можуть бути відсутні.
Виконавчі механізми поділяють на двопозиційні (бінарні) й аналогові. Їх характеризують такі параметри, як точність, робочий діапазон, швидкодія, потужність, габарити тощо.
4. Програмування Arduino. Мову програмування пристроїв Arduino засновано на C / C ++. Вона проста в освоєнні та є найзручнішим способом програмування пристроїв на мікроконтролерах.
Arduino — стандартний мікроконтролер, який отримав широке визнання в інженерів, завдяки своїй простоті, невисокій вартості та великій різноманітності плат розширення.
Плати розширення, які підключають до основної плати Arduino, дають змогу виходити в інтернет, керувати роботами і домашньою автоматикою.
Мікроконтролер (англ. microcontroller) — виконана у вигляді мікросхеми спеціалізована мікропроцесорна система, що вмикає мікропроцесор, блоки пам'яті для збереження коду програми і даних, порти вводу-виводу і блоки зі спеціальними функціями.
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image499.jpg)
Плата Arduino Uno
Плата Arduino може підключатися до порту USB комп'ютера. Коли вона підключена, можна посилати повідомлення в обох напрямках. На відміну від комп'ютера, Arduino майже не має пам'яті, а також не має операційної системи, клавіатури з мишею та екрана. Головне її завдання — читання даних з датчиків і управління виконавчими пристроями. Тобто можна, наприклад, підключити до плати датчик вимірювання температури й управляти потужністю обігрівача.
Деякі проекти, реалізовані на основі Arduino:
- світлодіодні куби;
- лічильники Гейгера;
- музичні інструменти;
- дистанційні датчики;
- роботи.
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image500.jpg)
Робот-черепаха Arduino
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image501.jpg)
Гусенична машина на Arduino
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image502.jpg)
Arduino-автомобіль, який проїжджає лабіринти
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image503.jpg)
Машина на Arduino
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image504.jpg)
Робот-собака з Arduino і пластикових трубочок
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image505.jpg)
Балансувальний Arduino-робот
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image506.jpg)
Arduino-робот, що крокує
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image507.jpg)
Радіокерований робот на базі Arduino
Робот «Гидке каченя»
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image508.jpg)
Використані компоненти: шасі, дріт, клей, плата arduino, драйвер двигуна L293.
Noodlebot — крокуючий робот
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image509.jpg)
Використані компоненти: коробка, Arduino Nano, EasyVR 2.0 voice recognition module, 4 мікросервомашинки MG90, ультразвуковий далекомір HC-SR04, світлодіодна матриця, MAX7219 Display Driver, Garan Audio Module, 2GB Micro SD, ІК-сенсор HC-SR501, ball switches, Lipo-батарея 7.4V 1000mAh 20C 2S, U-BEC 3A 5 / 6V, Mini White 3.5mm Pillow Speaker, Low Voltage Lipo Monitor.
Arduino-робот жук Ringo
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image510.jpg)
Використані компоненти: плата arduino, три невеликі аналогові сервоприводи, сталевий дріт (діаметр 1,5-2 мм), ІК-приймач, міні-бредбоард, 2-3 звичайні металеві скріпки.
Перлини мудрості
Те, що сьогодні наука, — завтра техніка.
Едвард Теллер, американський фізик
Створено в Україні
Віктор Михайлович Глушков (1923—1982) — український радянський учений, піонер комп'ютерної техніки. Запропоновані ним побудови «око-рука», «читаючий автомат», самоорганізуюча структура поклали початок новим прикладним технологіям, унікальним розробкам, пов'язаним зі створенням так званого штучного інтелекту. За безпосередньої участі В. М. Глушкова в Інституті кібернетики проводились інтенсивні розробки автоматизованих систем управління, зокрема систем управління технологічними процесами, автоматизації наукових досліджень та випробувань складних промислових об'єктів, систем організаційного управління промисловими підприємствами.
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image511.jpg)
У післямові (висновках) до книги «Основи безпаперової інформатики» (1982) В. М. Глушков пророче пише: «Безпаперова інформатика розвивається винятково швидкими темпами <...> Зрощування засобів телекомунікації з машинною інформатикою (що реалізуються в мережах ЕОМ і ОЦ з віддаленими терміналами) вже привело до появи нового терміна — «телематика». Найпалкіші апологети телематики пророкують, що вже недалеко той день, коли зникнуть звичайні книги, газети і журнали. Натомість кожна людина буде носити із собою «електронний блокнот», що становитиме собою комбінацію плоского дисплея з мініатюрним радіоприйомопередавачем. Набираючи на клавіатурі цього «блокнота» потрібний код, можна, перебуваючи в будь-якому місці на нашій планеті, викликати з гігантських комп'ютерних баз даних, пов'язаних у мережі, будь-які тексти, зображення (у тому числі й динамічні), які замінять не лише сучасні книги, журнали і газети, а й сучасні телевізори».
Перевірте себе
- 1. Що називають робототехнікою?
- 2. У яких сферах найбільш розвивається робототехніка?
- 3. З яких частин складається робот?
- 4. Які бувають типи датчиків?
- 5. Що називають виконавчим елементом?
- 6. Який принцип функціонування виконавчих механізмів?
11.05.2022 Тема: Виконавчий механізм Відповісти на тестові завдання та надіслати відповіді на : pdo130313@gmail.com
Вимірювальний пристрій у вигляді конструктивної сукупності одного або декількох вимірювальних перетворювачів величини, що вимірюється і контролюється, та котрий виробляє вихідний сигнал - це ...
Яку з наступних величин не вимірює датчик?
Основним пристроєм охоронної сигналізації, який дозволяє вчасно встановити несанкціоноване проникнення на об'єкт, що охороняється, є ...
В датчик руху вмонтований ...
Основним чутливим елементом пасивного інфрачервоного датчика є ...
Виконавчий механізм - це пристрій, що безпосередньо здійснює механічне ...
Серед виконавчих механізмів найбільшого поширення набули ...
За видом чутливого елемента, який перетворює тиск стисненого повітря в перестановочне зусилля, ... виконавчі механізми поділяються на мембранні, поршневі, сильфонні і лопатеві
... виконавчі механізми можуть бути контактними і безконтактними.
Призначені для вимірювання, сигналізації, регулювання, керування приладами та процесами...
Тема: Виконавчий механізм Ознайомитися з темою Розробити 5 запитань та надіслати на : pdo130313@gmail.com Виконавчий механізм
Викона́вчий механі́зм (ВМ), Викона́вчий елеме́нт (рос. исполнительное устройство, англ. actuator) — у системах автоматичного регулювання — пристрій, що безпосередньо здійснює механічне переміщення (чи поворот) органу регулювання об'єкта управління і змінює його стан.
Складають одну з останніх ланок системи автоматичного регулювання. Використовуються для управління органами регулювання . Виконавчий механізм, як правило, складається з трьох основних пристроїв: сервомотора (серводвигуна), джерела живлення та навантаження.
Загальний опис[ред. | ред. код]
Місце виконавчого механізму (ВМ) у системі автоматичного регулювання (САР) показано на рис. 1.
Зміна положення органу регулювання викликає зміну потоку енергії або матеріалу, що надходять на об'єкт, і тим самим впливає на робочі машини, механізми і технологічні процеси, усуваючи відхилення регульованої величини заданого значення. Виконавчий механізм не лише змінює стан керованого об'єкта, але і переміщає регулюючий орган відповідно до заданого закону регулювання при мінімально можливих відхиленнях. У більшості випадків виконавчі механізми діють від сторонніх джерел енергії, оскільки безпосереднє управління виконавчим механізмом від первинних елементів регулювання (реле, датчиків тощо) неможливе внаслідок їхньої малої потужності, недостатньої для впливу на регулюючий орган.
Виконавчий механізм, як правило, складається з сервомотора постійного або змінного струму та джерела живлення. Ряд виконавчих механізмів включають також підсилювачі.
Класифікація виконавчих механізмів
За видом споживаної енергії виконавчі механізми поділяють на електричні, пневматичні і гідравлічні. Найбільшого поширення набули електричні ВМ. Пневматичні і гідравлічні виконавчі механізми застосовуються у разі необхідності отримання великої потужності при переміщенні робочого органу та у вибухонебезпечних середовищах.
Конструкції виконавчих механізмів різноманітні. У першу чергу вони розрізняються за характером руху вихідної ланки (прямохідні і поворотні) і за видом чутливого елемента, який перетворює енергію командного сигналу в переміщення вихідної ланки. Вид використовуваної енергії також позначається на конструктивному оформленні виконавчого механізму.
За конструктивними ознаками розрізняють також:
- Кривошипно-шатунний виконавчий механізм
- Кривошипно-кулісний виконавчий механізм
- Синусний виконавчий механізм
- Кривошипно-коромисловий виконавчий механізм
- Маніпулятор-виконавчий механізм
- Мальтійський виконавчий механізм
- Осцилювальний виконавчий механізм
Електричні виконавчі механізми[ред. | ред. код]
Електричні виконавчі механізми можуть бути контактними і безконтактними. Пусковим пристроєм контактного виконавчого механізму є реверсивний магнітний пускач, безконтактного — магнітний підсилювач.
У загальному випадку електричні виконавчі механізми складаються з наступних основних елементів: реверсивного електродвигуна; редуктора, що знижує частоту обертання вихідного вала; вихідного елемента, що передає зусилля або крутильний момент регулювальному органу; додаткових пристроїв (кінцевих вимикачів), що забезпечують зупинку виконавчого механізму в крайніх положеннях; пристроїв зворотного зв'язку для роботи в системах автоматичного регулювання або для дистанційного показу положення вихідного елемента виконавчого механізму; штурвал ручного привода (деякі модифікації).
У залежності від модифікації цих ВМ у них використовуються двофазні конденсаторні електродвигуни з порожнистим ротором, що мають добрі динамічні характеристики і допускають тривалу роботу в застопореному режимі при повній напрузі живлення, а також трифазні асинхронні електродвигуни з короткозамкнутим ротором (для виконавчих механізмів великої потужності).
Як пристрій зворотного зв'язку застосовують реостатні, індуктивні і феродинамічні перетворювачі переміщення.
Покажчики положення вихідного вала, що комплектуються з деякими електричними ВМ, являють собою стрілочні прилади зі шкалою 0—100%.
Найбільше поширення в збагачувальній промисловості отримали електричні ВМ типу МЭО та ИМ 2/120.
Пневматичні виконавчі механізми (ПВМ)[ред. | ред. код]
За видом чутливого елемента, який перетворює тиск стисненого повітря в перестановочне зусилля, пневматичні ВМ поділяються на мембранні, поршневі, сильфонні і лопатеві. З них тільки лопатеві безпосередньо створюють поворотний рух вихідної ланки; інші своїм переміщенням створюють поступальний рух штока, який потім за допомогою додаткового пристрою може бути перетворений у поворотний. Тиск використовуваного в пневматичних ВМ стисненого повітря зазвичай не перевищує 0,6 МПа.
У мембранному виконавчому механізмі переміщення вихідного штока в одному напрямі створюється тиском стислого повітря в мембранній порожнині, а в іншому — силою стислої пружини (пружинні мембранні виконавчі механізми). Ці механізми мають вихідний шток з поворотно-поступальним рухом, як правило, конструктивно пов'язаний з регулювальними органами. У залежності від напряму руху штока при підвищенні тиску повітря у мембранній порожнині розрізнюють механізми прямої і зворотної дії. У поршневих виконавчих механізмах зусилля, що переміщує вихідний шток, створюється тиском робочого середовища в поршневих порожнинах. У порівнянні з мембранними вони мають більшу величину переміщення вихідного штока.
Технічні вимоги до виконавчих елементів
- потужність сервомотора повинна забезпечувати при всіх режимах зміну положення регулюючого органу з заданою швидкістю;
- лінійне або кутове переміщення сервомотора на виході повинно бути узгоджене з відповідним переміщенням регулюючого органу;
- характеристика сервомотора повинна бути пропорційна вхідному сигналу;
- відношення кінетичної енергії рухомих частин до потужності сервомотора повинно бути мінімальним.
11А 27.04.2022Тема:Типи зєднань деталей та їх основна характеристика
Відповісти на тестові завдання Надіслати відповіді на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Яких з'єднань деталей не буває:
Вкажіть рознімне з'єднання:
Вкажіть нерознімне з'єднання:
Які недоліки нерознімних з'єднань:
Яка деталь зайва у болтовому з'єднанні:
При зварюванні двох деталей використовують:
Який рисунок зварного з'єднання є кутовим?
На якому рисунку показане рухоме з'єднгання?
До якого виду з'єднань належать заклепкові з'єднання?
Які з'єднання утворюються шляхом розплавлення шару металу?
11А 20.04.2022Тема:Типи зєднань деталей та їх основна характеристика
Ознайомитися з темою Розробити 5 запитань Надіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Класифікація з'єднань[ред. | ред. код]
З'єднання можуть бути рухомими і нерухомими. Рухомі з'єднання допускають певну кількість ступенів свободи з'єднуваних деталей. Нерухомі з'єднання деталей і вузлів поділяють на дві основні групи: розбірні і нерозбірні. Розбірні з'єднання допускають розбирання і повторне збирання деталей, що з'єднуються. Нерозбірні з'єднання розібрати без їх пошкодження неможливо.
Рухомі з'єднання[ред. | ред. код]
Рухоме з'єднання, це з'єднання, що допускає вільне взаємне зміщення з'єднувальних елементів без деформування і порушення цілісності зв'язків за певним числом ступенів свободи. До рухомих з'єднань належать:
- шарніри — з'єднання, що забезпечують взаємне обертання деталей навколо спільної осі або точки з одним, двома чи трьома ступенями свободи обертального руху;
- гвинтова передача — з'єднання ходового гвинта і гайки, що перетворює обертовий рух у лінійний осьовий;
- підшипникові вузли — з'єднання для забезпечення обертального руху валів та коліс;
- з'єднання у напрямних для забезпечення руху у поступальних кінематичних парах (напрямні супортів металорізальних верстатів);
та інші з'єднання, у яких відносний рух деталей обумовлений конструкцією механізму. Рухоме з'єднання двох деталей носить називають кінематичною парою.
Нерухомі з'єднання[ред. | ред. код]
Нерухомі з'єднання деталей машин необхідні для розчленування машини на складальні одиниці і окремі деталі, спрощення технологічних процесів виготовлення та складання машин, забезпечення ремонту, відновлення та заміни деталей, для транспортування машин і вузлів, їх монтажу, установки і т. ін.
Розбірні нерухомі з'єднання[ред. | ред. код]
Розбірними називають з'єднання, які можна неодноразово розбирати і знову збирати без руйнування або істотних ушкоджень з‘єднуваних елементів. До таких з'єднань належать:
Нерозбірні нерухомі з'єднання[ред. | ред. код]
Нерозбірними називають такі з'єднання, розбирання яких неможливе без руйнування з'єднуваних елементів. До них належать:
- заклепкові;
- зварні;
- клейові;
- паяні;
- пресові (з'єднання з натягом).
Вони забезпечуються силами молекулярного зчеплення (зварні, паяні і клейові), механічними засобами (заклепкові, з натягом) або силами тертя.
Види з'єднань за призначенням[ред. | ред. код]
Відповідно до покладених на них функцій з'єднання поділяються на:
- силові з'єднання, котрі повинні по можливості задовольняти умові рівноміцності з елементами, що з'єднуються;
- герметичні з'єднання — з'єднання елементів місткостей і трубопроводів, що містять рідини і гази, повинні задовольняти умовам щільності (герметичності);
- точні з'єднання, коли для забезпечення високої точності з'єднань під навантаженням, вони повинні задовольняти умовам механічної жоркості
11А 13.04.2022Тема:Поняття про деталь Типи деталей
Ознайомитися з темою Відповісти на запитанняНадіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Вам уже добре знайоме поняття «деталь», яка є складовою будь-якої конструкції. Нагадаємо визначення деталі, яке наведене в § 14, присвяченому основам виготовлення виробів із фанери та ДВП.
Деталь — виріб, виготовлений з однорідного матеріалу без складальних операцій.
Складальна одиниця — виріб, що складається з декількох деталей, з’єднаних і зібраних у єдине ціле.
Ви користувалися цими термінами під час виготовлення виробів на уроках трудового навчання. На малюнку 144 показано приклад деталей (а) і складальної одиниці (б), яка в цьому прикладі одночасно є готовим виробом.
Розглянемо далі поняття «деталь» як складову будь-якого технічного пристрою. Усі технічні вироби, у тому числі й машини, створюються з одних і тих самих частин — деталей. У машині їх може налічуватися сотні, тисячі і навіть десятки тисяч одиниць. Але це тільки загальна кількість. Самих видів деталей відносно небагато. І в кожній машині вони повторюються.
Чому конструкторам вдається будувати з малого числа видів деталей величезну кількість найрізноманітніших машин, абсолютно не схожих одна на одну? Поєднуючи деталі, можна створювати різні види технічних виробів.
Які основні види деталей використовують у технічних пристроях?
Наведемо щз одне визначення деталі, яке застосовують у машинобудуванні.
Деталь (від франц. detail — подробиця) — невелика частина машини, кожна з яких являє собою одне ціле і не
може бути розібрана без руйнування на більш прості
складові частини.
Деталь, як правило, виготовляють з однорідного матеріалу.
Виконання машин з деталей забезпечує рух частин машини між собою, а також дає змогу складати з окремих невеликих деталей великі машини, які неможливо виготовити як цілісну конструкцію. Також нерухомі та взаємно нерухомі частини машин виконують із окремих, з'єднаних між собою деталей. Це дає можливість
застосовувати найбільш доцільні матеріали, відновлювати працездатність спрацьованих машин, замінюючи тільки прості й зношені деталі, полегшує їх виготовлення, забезпечує можливість і зручність процесу складання машин.
Деталі поділяються на два основні види — типові і спеціальні деталі.
До типових належать однакові деталі, які використовують у всіх чи в багатьох машинах, наприклад, гвинти, гайки, шайби тощо. Зазвичай їх виготовляють за стандартними розмірами. Також до типових можна віднести деталі загального призначення, які відрізняються за конструкцією та розміром для різних виробів, але мають однакове призначення: вали, зубчасті колеса тощо.
До спеціальних деталей належать лише такі, що притаманні тільки окремому виду обладнання, машині чи виробам конкретної моделі, марки або фірми. Наприклад, лапка до швейної машини — це спеціальна деталь.
Наведемо приклади основних типових груп деталей, які широко застосовуються в сучасній техніці.
Несучі та напрямні деталі, тобто такі, що підгримують інші частини машин та спрямовують їх руху потрібному напрямі — станини, плити, рами тощо (мал. 145).
Деталі для передачі рухів — осі годинників і автомобілів, вали верстатів, зубчасті колеса редукторів і коробок передач, «зірочки» велосипедів (мал, 148).
Деталі для підтримування частин, що обертаються, —
зовнішні корпуси різноманітних машин: насосів, електродвигунів, коробок передач (мал. 146).
Деталі для забезпечення обертання оброблюваного матеріалу— вали м'ясорубок, кавомолок тощо (мал. 147).
Пружні елементи — амортизатори велосипедів, мотоциклів, автомобілів, пружини в меблях, гумові пружні підставки в побутовій техніці (мал. 149).
Кріпильні елементи, що забезпечують з'єднання окремих деталей — гвинти, гайки тощо (мал. 150).
Цікаво знати
Колесс і підш и пн и к — н евід'є мн і елементи механ іки — в тому чи іншому вигляді відомі ще з давніх часів (мал. 151).
Переходячи з місця на місце, первісні люди намагалися селитися ближче до води. А для пересування по річках потрібні були плоти й човни. Спорудити пліт у той час означало: звалити дерево в лісі, відтяти гілки і вже в такому вигляді доставити на берег Тягнути зрубане дерево волоком важче, ніж котити. Люди помітили це і котили дерево або підкладали під нього його ж частину, користуючись нею, наче котком. Так було винайдено коток.
Минав час, і вантаж почапи класти на поміст із полозами , а під полози — котки. При цьому котки, що звільнялися позаду, безперестану підспадали спереду. Це було незручно. Як обійтися одним чи двома котками? Для полозів почали вибирати дві колоди, на кожній з яких були два сучки. Сучки підпирали котки і не давали їм переміщатись під полозами. Так було винайдено первісний підшипник.
Щоб полегшити важкі котки, їх середню частину обпалювали . Зробившись тонкою, середня частина котка перетворилась у вісь, а крайні — правили за «колеса». Пізніше вісь і колесо почали виготовляти окремо.
Колісниці Спартака мали суцільні дерев'яні колеса, які оберталися оазом з віссю. Згодом суцільне колесо зазнало істотних змін: з'явилися спиці й маточина, внаслідок чого вага колеса значно зменшилася.
З розвитком гірництва й металургії збільшилося навантаження на колесо, посилились тиск і тертя між віссю й маточиною. Нагрівала потреба винайти колеса й підшипники нової конструкції. Для зменшення тертя між віссю й маточиною стали поміщати кульки. Так виник кульковий підшипник.
Запитання та завдання!
1. Що таке деталь?
2. Скільки деталей може бути в сучасних машинах?
3. Як©призначання дотапой?
4. Які деталі нагежать до типових, а які — до спеціапьних?
5. Наведіть приклади основних груп типових деталей.
11А 06.04.2022Тема:Поняття про механізми і машини, їх призначения
Відповісти на тестові завдання Надіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Механізм-це
Залежно від виду з’єднань та способу передачі руху механізми поділяють на...
До простих механізмів відносяться
До складних механізмів відносяться
Машина-це
Залежно від виконуваноі роботи машини поділяють на
До енергитичних машин належать
Енергетичні машини - це..
Які машини застосовують для переміщення людей і вантажу ?
Які машини застосовують для перевезення людей і вантажу ?
Які машини застосовують для перетворення,обробки матеріалів ?
Які машини застосовують для обробки інформаціі ?
11А 30.03.2022Тема:Поняття про механізми і машини, їх призначення
Ознайомитися з темою .Відповісти на запитання та надіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Навколо нас працює багато різних машин. Машина як частина техніки є знаряддям виробництва, що замінює ручну працю людини. Машини допомагають людині в її діяльності. Машини створюються людиною, щоб полегшити фізичну й розумову працю, серед них є такі, що можуть частково або повністю замінити людину в різних видах роботи.
У сучасному виробництві використовують різноманітні механізми і машини.
Механізм — це сукупність рухомо з’єднаних деталей для передавання та перетворення сили і руху.
Машина — механізм або поєднання механізмів для перетворення одного виду руху на інший, для виконання корисної механічної роботи, перетворення матеріалів, виробництва, передачі або перетворення енергії та інформації.
У складі машини можна виділити три основні частини: двигун, передавальний механізм й робочий механізм (орган). Двигун і передавальний механізм служать для приведення в рух робочого органу.
За своєю будовою та за видами робіт, які вони виконують, залежно від основного призначення машин їх поділяють на три великі групи: енергетичні, робочі та інформаційні.
Енергетичні машини (машини-двигуни) призначені для перетворення будь-якого виду енергії на механічну й навпаки: електродвигуни, турбіни, двигуни внутрішнього згорання, парові та поршневі машини, гирьові, пружинні, інерційні механізми (мал. 151).
Мал. 151. Енергетичні машини
Машини-двигуни і машини-генератори (енергетичні машини) — це й електричні двигуни, що перетворюють електричну енергію на механічну, й електричні генератори, що перетворюють механічну енергію валу, який обертається, на електричну енергію (електричний струм); двигуни внутрішнього згорання, що перетворюють хімічну енергію згорання палива (бензин, дизельне пальне) на механічний рух вала; гідравлічні турбіни гідроелектростанції (ГЕС), що перетворюють механічну енергію рухомої води на механічну енергію валу турбіни, що обертає вал електрогенератора.
Енергетичні машини приводять у дію робочі машини — транспортні засоби сухопутного, водного, повітряного та космічного призначення, виробничо-технологічні установки, комунальні та побутові прилади тощо.
Робочі машини (машини-знаряддя) змінюють стан, властивості та просторове положення матеріалів. Ці машини, у свою чергу, поділяються на технологічні, транспортні й транспортувальні.
Технологічні машини перетворюють форму і властивості різних оброблюваних матеріалів або предметів. До них належать метало- й деревообробні верстати, будівельні, гірничі, металургійні, сільськогосподарські, харчові, текстильні, поліграфічні тощо. Цей вид машин об’єднує найбільшу частку машин, що нині існують (мал. 152).
Мал. 152. Технологічні машини
Транспортні й транспортувальні машини змінюють положення об’єктів праці й переміщують людей. До транспортних машин відносять автомобілі, тепловози, електровози, літаки, вертольоти, пароплави тощо, тобто ці машини переміщуються разом із вантажем (мал. 153).
Мал. 153. Транспортні машини
До транспортувальних машин належать конвеєри (стрічкові, пластинчасті, гвинтові, роликові, вібраційні), підйомники, ліфти, крани, елеватори тощо. Ці машини, переміщуючи вантажі та людей, при цьому самі залишаються на місці (мал. 154).
Мал. 154. Транспортувальні машини
Мал. 155. Інформаційні машини: а — електронні; б — механічний арифмометр «Фелікс»
Інформаційні машини застосовують для збирання, обробки, зміни й передавання інформації: комп’ютер, смартфон, банкомат, термінал для оплати послуг (мал. 155, a).
Хоча в цих приладах і пристроях практично відсутні рухомі механізми, їх називають машинами як історичних наступників простих лічильних машин — арифмометрів, у яких операції виконувалися за рахунок механічного руху шестерень (мал. 155, б). Крім того, у них також можна виділити подібні основні частини, притаманні машинам: джерело енергії, передавальні електричні кола і робочі органи — процесори.
Кожна з машин складається з окремих механізмів, а механізми — з окремих деталей. Наприклад, отримана енергія передається на знаряддя за допомогою передавального механізму — пасової передачі, зубчатих коліс, валів тощо.
Кожен з механізмів, що входять до складу машин, має певне призначення. Одні з них являють собою поєднання тільки твердих тіл, інші мають у своєму складі гідравлічні (передача дії за допомогою рідини — води, мастила), пневматичні (передача дії за допомогою газів, повітря), електричні та інші пристрої.
За своїм призначенням механізми машин розподіляють за такими видами (мал. 156—161): механізми двигунів і перетворювачів; передавальні механізми; виконавчі механізми; механізми керування, контролю та регулювання; механізми транспортування, подавання, живлення та сортування; механізми автоматичного обліку, дозування та упаковування готової продукції.
Механізми як. складові машини виконують частину роботи, що покладена на машину в цілому. Так, механізми двигунів здійснюють перетворення різних видів енергії на механічну роботу. Для перетворення механічної роботи на інші види енергії існують механізми перетворювачів. До механізмів двигунів відносять механізми двигунів внутрішнього згорання, парових машин, електричних двигунів, турбін тощо (мал. 156). До механізмів перетворювачів належать механізми насосів, компресорів, гідро- та пневмоприводів.
Передавальні механізми призначені для передавання руху від двигуна до технологічної машини або виконавчих механізмів. До них відносять редуктори, варіатори, коробки передач і подач тощо (мал. 157).
Мал. 156. Двигун внутрішнього згорання
Мал. 157. Коробка передач
Мал. 158. Ковшовий екскаватор
Виконавчими механізмами називають механізми, які безпосередньо діють на заготовку. Їх завданням є зміна форми, стану, положення й властивостей заготовки. До виконавчих механізмів, наприклад, належать механізми пресів, які змінюють форму (деформують) заготовки, механізми грохотів (решіток) у зерноочисних машинах, механізми подачі ковша екскаватора (мал. 158) тощо.
Механізмами керування, контролю та регулювання називають різні механізми і пристрої, переважно для контролю розмірів, розташування або властивостей заготовок, деталей і готових виробів (мал. 159).
На малюнках 160 показано приклад механізму транспортування (подавання), а на малюнку 161 — механізму автоматичного обліку та упаковування готової продукції.
Мал. 159. Панель керування автомобіля
Мал. 160. Механізм подачі тканини
Мал. 161. Пакувальний механізм
Найчастіше виконавчими механізмами робочих технологічних машин є інструменти у які в процесі роботи машини діють на заготовку (предмет праці) й змінюють його. Інструменти робочих технологічних машин для обробки різних матеріалів поділяють на:
- різальні (різці, свердла, фрези, пилки, протяжки);
- давильні (штампи, накатники, валки прокатних станів, волоки);
- шліфувальні (шліфувальні круги, бруски, стрічки);
- ударні (молоти, пробійники, просічки);
- кріпильно-затискувальні (лещата, затискні патрони, державки, оправки).
Чи добре засвоїли?
- 1. Як класифікують машини залежно від їх основного призначення?
- 2. Яке призначення енергетичних машин?
- 3. Яке призначення робочих машин?
- 4. У чому полягають особливості технологічних машин?
- 5. Що забезпечують транспортні й транспортувальні машини?
- 6. Яке призначення інформаційних машин?
- 7. Що являє собою механізм?
- 8. Які функціональні елементи має у своєму складі машина?
- 9. Які механізми можуть входити до складу машин?
- 10. Що покладено в основу класифікації механізмів машин?
.
Тема: Електроактивні полімери їх класифікація
Ознайомитися з темою .Скласти 5 запитань та надіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Загальна характеристика та класифікація[ред. | ред. код]
Розмір молекули полімеру визначається ступенем полімеризації n, тобто числом ланок у ланцюзі. Якщо n = 10…20, речовина належить до легких масел. Зі зростанням n збільшується в'язкість, речовина стає воскоподібною, нарешті, при n = 1000 утворюється твердий полімер. Ступінь полімеризації необмежений: він може бути 104, і тоді довжина молекул досягає мікрометрів. Молекулярна маса полімеру дорівнює добутку молекулярної маси мономера та ступеня полімеризації. Зазвичай молекулярна маса перебуває в межах 103 … 3·105. Більша довжина молекул перешкоджає їхньому правильному впакуванню, і структура полімерів варіює від аморфної до частково кристалічної. Частка кристалічності значною мірою визначається геометрією ланцюгів. Чим ближче укладаються ланцюги, тим більш кристалічним полімер стає. Кристалічність, зазвичай, навіть у найкращому разі виявляється недосконала.
Аморфні полімери плавляться в діапазоні температур, яка залежить не тільки від їхньої природи, але й від довжини ланцюгів; кристалічні мають точку плавлення.
В основу класифікації полімерів закладені різні ознаки: походження, склад, методи утворення, структура, галузі використання. Так за походженням полімери поділяються на:
- природні або натуральні, до яких відноситься велика група (білки, крохмаль, целюлоза, натуральний каучук, природний графіт та ін.).
- синтетичні — утворені синтезом з низькомолекулярних речовин — мономерів (поліетилен з етилену, полістирол із стиролу). Це ведуча група, тому що синтез дозволяє цілеспрямовано регулювати склад і властивості.
- штучні — утворюються з природних полімерів шляхом їхньої хімічної модифікації (наприклад, при взаємодії целюлози з азотною кислотою утворюється нітроцелюлоза).
Природні полімери утворюються в результаті життєдіяльності рослин і тварин й утримуються в деревині, вовні, шкірі. До природних полімерів відносять протеїн, целюлоза, крохмаль, шелак, лігнін, латекс.
Зазвичай природні полімери піддаються операціям виділення очищення, модифікації, при яких структура основних ланцюгів залишається незмінною. Продуктом такої переробки є штучні полімери. Прикладами є натуральний каучук, виготовлений з латексу, целулоїд, що являє собою нітроцелюлозу, пластифіковану камфорою для підвищення еластичності.
Природні та штучні полімери відіграють велику роль у сучасній техніці. Різке зростання виробництва та споживання органічних матеріалів відбулося за рахунок синтетичних полімерів — матеріалів, отриманих синтезом з низькомолекулярних речовин не природних аналогів. Без полімерів уже не може обійтися жодна галузь техніки, тим більше нової. За хімічною структурою полімери поділяються на лінійні, розгалужені, сітчасті та просторові. Молекули лінійних полімерів хімічно інертні відносно одна одної і зв'язані між собою лише силами Ван-дер-Ваальса. При нагріванні в'язкість таких полімерів зменшується і тоді вони здатні зворотно переходити спочатку у високоеластичний, а потім й у в'язкотекучий стан. Оскільки єдиним наслідком нагрівання є зміна пластичності, лінійні полімери називають термопластичними. Не слід уважати, що термін «лінійні» позначає прямолінійні, навпаки, для них більше характерна зубаста або спіральна конфігурація, що надає таким полімерам механічну міцність.
Термопластичні полімери можна не лише плавити, але й розчиняти, тому що зв'язки Ван-дер-Ваальса легко руйнуються під дією реагентів.
Розгалужені (щеплені) полімери більше міцні, ніж лінійні. Контрольоване розгалуження ланцюгів служить одним з головних промислових методів модифікації властивостей термопластичних полімерів. Сітчаста структура характерна тим, що ланцюги зв'язані один з одним, а це сильно обмежує рух і приводить до зміни як механічних, так і хімічних властивостей. Звичайна гума м'яка, але при вулканізації сіркою утворяться ковалентні зв'язки типу S-О, і міцність зростає. Полімер може отримати сітчасту структуру й спонтанно, наприклад, під дією світла, або кисню відбудеться старіння із втратою еластичності та працездатності. Нарешті, якщо молекули полімеру містять реакційні групи, то при нагріванні вони з'єднуються безліччю поперечних міцних зв'язків, полімер виявляється зшитим, тобто здобуває просторову структуру. Таким чином, нагрівання викликає реакції, різко та незворотно, що змінюють властивості, матеріалу, що здобуває міцність і високу в'язкість, стає нерозчинним і неплавким. Внаслідок великої реакційної здатності молекул, яка проявляється при підвищенні температури, такі полімери називають термореактивними. Неважко уявити, що їхні молекули активні не тільки відносно одна одної, але й до поверхонь сторонніх тіл. Тому термореактивні полімери, на відміну від термопластичних, мають високу адгезовану здатність навіть при низьких температурах, що дозволяє використовувати їх як захисні покриття, клеїв і сполучного в композиційних матеріалах.
Термопластичні полімери отримують за реакцією полімеризації. При ланцюговій полімеризації молекулярна маса наростає майже миттєво, проміжні продукти нестійкі, реакція чутлива до присутності домішок і вимагає, як правило, високих тисків. Не дивно, що такий процес у природних умовах неможливий, і всі природні полімери утворилися іншим шляхом. Сучасна хімія створила новий інструмент — реакцію полімеризації, а завдяки йому великий клас термопластичних полімерів. Реакція полімеризації реалізується лише в складних апаратурах спеціалізованих виробництв, і термопластичні полімери споживач одержує в готовому вигляді.
Реакційність молекули термореактивних полімерів можуть утворитися більше простим і природним шляхом — поступово від мономера до димеру, потім до тримеру, тетрамеру і т. д. Таке об'єднання мономерів, їхню «конденсацію», називають реакцією поліконденсації; вона не вимагає ні високої чистоти, ні тисків, але супроводжується зміною хімічного складу, а часто й виділенням побічних продуктів (звичайно водяної пари). Саме ця реакція реалізується в природі; вона може бути легко здійснена за рахунок лише невеликого нагрівання в найпростіших умовах, аж до домашніх. Така висока технологічність термореактивних полімерів надає широкі можливості виготовляти різні вироби на нехімічних підприємствах, у тому числі на радіозаводах.
.
11А16.03.2022.
Тема: Пєзодвигуни. Історія створення і застосування
Ознайомитися з темою .Скласти 5 запитань та надіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
1947 року було отримано перші керамічні зразки титанату барію і, вже з цього часу виробництво п'єзоелектричних двигунів стало теоретично можливим. Але перший такий двигун з'явився лише за 20 років. Вивчаючи п'єзоелектричні трансформатори у силових режимах, співробітник Київського політехнічного інституту В.В. Лавриненко виявив обертання одного з них у тримачі. Розібравшись у причині цього явища, він 1964 року створив перший п'єзоелектричний обертальний двигун, а відтак і лінійний двигун для приводу реле. За першим двигуном з прямим фрикційним контактом, він створює групи нереверсивних двигунів з механічним зв'язком п'єзоелемента з ротором через штовхачі. На цій основі він пропонує десятки конструкцій нереверсивних двигунів, що перекривають діапазон швидкостей від 0 до 10 000 об/хв і діапазон моментів обертання від 0 до 100 Нм. Використовуючи два нереверсивних двигуни, Лавриненко оригінально вирішує проблему реверсу. Інтегрально на валу одного двигуна він встановлює другий двигун. Проблему ресурсу двигуна він вирішує, збуджуючи кобертальні коливання в п'єзоелементі.
На десятиліття випереджаючи подібні роботи у країні та за кордоном, Лавриненко розробив практично усі основні принципи побудови п'єзоелектричних двигунів, не виключивши й можливість роботи їх у режимі генераторів електричної енергії.
Враховуючи перспективність розробки, Лавриненко спільно зі співавторами, що допомагали йому реалізувати його двигун, захищає численні авторські свідоцтва і патенти. У Київському Політехнічному інституті створюється галузева лабораторія п'єзоелектричних двигунів під керівництвом Лавриненка, організовується перше у світі серійне виробництво п'єзодвигунів для відеомагнітофона «Електроніка-552». У подальшому, серійно виробляються двигуни для діапроєкторів «Дніпро-2», кінокамер, приводів кульових кранів та інших. 1980 року видавництво «Енергія» друкує першу книгу про п'єзоелектричні двигуни, отже до них з'являється інтерес. Починаються активні розробки п'єзодвигунів у Каунаському політехнічному інституті під керівництвом проф. Рагульскіса К. М. Вишневський В.С., у минулому аспірант Лавриненка, виїжджає до Німеччини, де продовжує роботу з впровадження лінійних п'єзоелектричних двигунів на фірмі PHyzical Instryment. Поступове вивчення та розробка п'єзоелектричних двигунів, виходить за межі СРСР. У Японії та Китаї активно розробляються та впроваджуються хвильові двигуни, в Америці - надмініатюрні двигуни обертання.
Конструкція[ред. | ред. код]
Ультразвуковий двигун має значно менші габарити і масу у порівнянні з аналогічним за силовими характеристиками, електромагнітним двигуном. Відсутність обмоток, вимочених в клейовому розчині, робить його придатним для використання в умовах вакууму. Ультразвуковий двигун має значний момент самогальмування (до 50% від величини максимального обертального моменту) за відсутності напруги живлення за рахунок своїх конструктивних особливостей. Це дозволяє забезпечувати дуже малі дискретні кутові переміщення (від одиниць кутових секунд) без застосування будь-яких спеціальних заходів. Цю властивість пов'язано з квазінеперервним характером роботи п'єзодвигуна. Дійсно, п'єзоелемент, який перетворює електричні коливання у механічні, споживає не постійну, а змінну напругу резонансної частоти. У разі подачі одного або двох імпульсів, можна отримати дуже маленьке кутове переміщення ротора. Наприклад, деякі зразки ультразвукових двигунів, що мають резонансну частоту 2 МГц і робочу частоту обертання 0,2-6 об/сек , за подачі одиночного імпульсу на обкладки п'єзоелемента дадуть в ідеальному випадку кутове переміщення ротора в 1/9.900.000-1/330.000 від величини кола, тобто 0,13-3,9 кутових секунд.
Одним із серйозних недоліків такого двигуна є значна чутливість до потрапляння у нього твердих речовин (наприклад піску). З іншого боку , п'єзодвигуни можуть працювати у рідкому середовищі, наприклад у воді або у маслі.
Принцип роботи лінійного п'єзодвигуна, працюючого на періодичному зачепленні[ред. | ред. код]
На «гнучкий» статор (тонка біморфна пластина, чим тонша пластина, тим більше амплітуда коливань і тим нижче частота резонансу) «подають» змінну напругу високої частоти , яке змушує його виробляти ультразвукові коливання, що формують механічну біжучу хвилю, яка і штовхає (зачіпляє) розташований поруч ротор. Під час руху ліворуч, штовхач - розклинює, а у разі руху праворуч - заклинює. На цьому принципі працюють усі п'єзоелектричні мотори зі штовхачами. Збільшуючи число штовхачів можна створювати мотори з величезними пусковими моментами.
Простота принципу складна в реалізації . І якщо звичайний електродвигун можна зробити практично «на коліні», ультразвукової двигун з високим ККД 80-90% без складного обладнання не створити . Але якщо знехтувати ККД (отримаємо 50-60%) ми можемо створити ультразвуковий двигун у домашніх умовах. Для цього як ротор можна взяти шарикопідшипник і притиснути до нього п'єзопластину з узгодженими розмірами.
Принцип роботи обертального п'єзодвигуна, що працює за допомогою тертя[ред. | ред. код]
В основі роботи п'єзоелектричних обертальних двигунів лежить принцип, згідно з яким всі точки п'єзоелементу, що входять в контакт з ротором, повинні рухатися за траєкторіями близькими до еліптичної. Для цього в п'єзоелементі одночасно збуджують два типи взаємно ортогональних коливань. Це може бути будь-яке поєднання взаємно поперечних поздовжніх, згинальних, зсувних й крутильних коливань. Важливим є лише те, що ці коливання не повинні бути механічно пов'язаними, тобто енергія з одного коливання не повинна переходити в інше коливання. Якщо коливання механічно незв'язані, то між ними можна отримати будь-який зсув фаз. А оптимальним для п'єзоелектричних моторів є зсув фази рівний 90 градусів. Проблему ресурсу Лавриненко вирішує таким способом: він використовує властивість нахиленої та притиснутої до гладкої поверхні пластини, змінювати зусилля притиску під час руху в одну і протилежну сторону.
Переваги п`єзодвигунів[ред. | ред. код]
Однією з найбільш важливих переваг даного типу двигуна є те, що для будь-якої швидкості обертання можливий прямий привід. У конструктивному відношенні значно спрощується привід і у низці випадків істотно зростає ККД, який «з'їдає» редуктор. Саме ця властивість, дозволила розробляти приводи кульових кранів з будь-яким прохідним перетином та здійснити їх серійне виробництво.
За швидкодією, п'єзоелектричним моторам немає рівних. Це пов'язано з тим, що їх потужність не залежить від маси ротора, як це відбувається для електромагнітних моторів. За частки мілісекунди вони набирають потрібну швидкість і можуть конкурувати навіть з дорогими п'єзоелектричними актюаторами, наприклад, для паливних інжекторів.
Мінімальний крок п'єзомоторів може становити тисячні частки кутової секунди. На їх основі створюються напрямні для мікроскопів, що працюють у нанометровому діапазоні. Для побутових низькообертових приладів, через відсутність редуктора, вони безшумні і не виділяють запаху від підгорілих обмоток, яких у них немає. Загальмованість ротора у відключеному стані, пластичність форми, здатність інтегрально вписуватися у виріб, також бувають корисними.
П'єзоелектричні мотори можуть повністю виготовлятися з немагнітних матеріалів. Деякі з них можуть працювати в умовах високих температур (аж до 300 градусів Цельсія), у вакуумі, у сильних магнітних полях, в умовах підвищеної радіації, за занурення у воду чи мастило.
Застосування[ред. | ред. код]
Ультразвуковий двигун може з успіхом використовуватися у тих областях техніки, де потрібно досягнення мінімальних кутових і лінійних переміщень . Наприклад, в астрономії, у космічних дослідженнях, де потрібне точне орієнтування за досить малими об'єктами (зірками); у прискорювачах заряджених частинок, де треба утримувати пучок у заданих геометричних координатах; у наукових дослідженнях у разі вивчення кристалографічної структури (орієнтування головки гоніометра); у робототехніці тощо.
На основі п'єзоелектричних моторів розроблялися: приводи антен і камер спостереження, електробритви, приводи ріжучого інструменту, стрічкопротяжні механізми, баштові вуличні годинники, низькообертові (2 об/хв) приводи рекламних платформ, електродрилі, приводи дитячих іграшок і рухливих протезів, стельові вентилятори, приводи роботів та інше.
16.02.2022. Тема:Електричні приводи. Застосування. Заземлення.
Ознайомитися з темою .Скласти 5 запитань та надіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Види електроприводів
- Нерегульовані, прості, призначені для пуску і зупинки двигуна, що працюють в одношвидкісному режимі.
- Регульовані, призначені для регулювання частоти обертання і керування пуском і гальмуванням електродвигуна для заданого технологічного процесу.
- Неавтоматизовані
- Автоматизовані
Підбір електродвигуна
Якість роботи сучасного електропривода багато в чому визначається правильним вибором використовуваного електричного двигуна, що у свою чергу забезпечує тривалу надійну роботу електропривода і високу ефективність технологічних і виробничих процесів в промисловості, на транспорті, в будівництві і іншому.
При виборі електричного двигуна для привода виробничого механізму керуються такими рекомендаціями:
- Виходячи з технологічних вимог, проводять вибір електричного двигуна по його технічних характеристиках (по роду струму, номінальній напрузі і потужності, частоті обертання, виду механічної характеристики, перевантажувальній здатності, пусковою, регулювальною і гальмівною властивостями ін.), а також конструктивного виконання двигуна за способом монтажу і кріплення.
- Виходячи з економічних міркувань, вибирають найбільш простий, економічний і надійний в експлуатації двигун, що не вимагає високих експлуатаційних витрат і що має найменші габарити, масу і вартість.
- Виходячи з умов навколишнього середовища, в яких працюватиме двигун, а також з вимог безпеки роботи у вибухонебезпечному середовищі, вибирають конструктивного виконання двигуна за способом захисту.
Правильний вибір типу, виконань і потужностей електричного двигуна визначає не тільки безпеку, надійність і економічність роботи і тривалість терміну служби двигуна, але в цілому техніко-економічні показники всього електроприводу.
Частотний електропривід
Застосування частотного регулювання дозволяє значно збільшити ефективність роботи за рахунок оптимізації роботи насосів в режимі неповної продуктивності (що має місце при роботі циркуляційних, підкачувальних тощо насосів). Частотне регулювання плавно змінює продуктивність та запобігає виникненню гідроударів, що підвищує ресурс і надійність роботи як самої насосної станції, так і трубопроводів та арматури. При наявності в насосній станції декількох робочих насосів застосовується каскадно-частотне регулювання. Застосування даного виду регулювання в автоматизованих НС дозволяє знизити споживання електроенергії до 50 %.
Допоміжний привід
Допоміжний привід складається з електродвигуна і редуктора, вмонтовується на спеціальній рамі з боку протилежного головному електродвигуну. Редуктор допоміжного приводу прицентровується до редуктора головного приводу і з'єднується з ним за допомогою кулачкової муфти. Величини допусків радіальних зсувів і перекосів валів вказані в паспорті допоміжного редуктора.
Електродвигун і редуктор допоміжного приводу з'єднується пружною втулково-пальцьовою муфтою. При збірці і установці приводу необхідно перевірити роботу механізму включення кулачкової муфти.
Види заземлення[ред. | ред. код]
Усі види заземлення за функціями, які вони виконують, можна об'єднати у три групи: захисне заземлення, робоче (функціональне) заземлення та заземлення блискавкозахисту.
Захисне заземлення (англ. protective earthing) — заземлення точки або точок у системі чи в процесі монтажу системи або в обладнанні, з метою забезпечення електробезпеки[3][4].
Захисне заземлення — це спеціальне електричне сполучення із землею або її еквівалентом струмопровідних елементів обладнання, які не повинні перебувати під напругою, але в процесі експлуатації можуть опинитися під напругою, наприклад, у разі пошкодження ізоляції, дефектів дугогасних пристроїв, комутаційних апаратів, в аварійних випадках тощо.
Захисне заземлення є простим, ефективним і поширеним способом захисту людини від ураження електричним струмом при дотику до металевих поверхонь, які виявились під напругою. Це забезпечується зниженням напруги між обладнанням, що виявилось під напругою, і землею до безпечної величини. Використовується в трифазній трипровідній мережі з напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю і вище 1000В — з довільним режимом нейтралі.
Конструктивними складниками заземлювального пристрою захисного заземлення, є: заземлювачі (металеві провідники, що знаходяться в землі) і заземлювальні провідники (з'єднують із заземлювачем обладнання, що заземлюється). В Україні вимоги до захисного заземлення і його забезпечення регламентуються Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ).
Робоче заземлення (англ. operational earthing[5]) або функціональне заземлення (англ. functional earthing[6]) — не пов'язане з електробезпекою навмисне з'єднання з землею окремих точок електричного кола, наприклад нейтральних точок обмоток генераторів, силових і вимірювальних трансформаторів, дугогасних апаратів, реакторів поперечної компенсації в далеких лініях електропередачі, а також фази при використанні землі як фазного або зворотного проводу. Робоче заземлення призначене не для захисту, у першу чергу для забезпечення належної роботи (наприклад, для забезпечення електромагнітної сумісності, фільтрування шумів у радіоапаратурі тощо) електроустаткування в нормальних або аварійних умовах і здійснюється безпосередньо (шляхом з'єднання провідником частин, що заземлюються із заземлювачем) або через спеціальні апарати — пробивні запобіжники, розрядники, резистори тощо.
Заземлення блискавкозахисту — навмисне з'єднання із землею блискавкоприймачів і розрядників задля відведення від них струмів блискавки в землю у засобах блискавкозахисту. Здійснюється у вигляді заземлювача — провідної частини або сукупності з'єднаних між собою провідних частин, що перебувають в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище, наприклад, бетон.
За видом заземлювача, заземлення в електротехніці поділяється на природне і штучне. Для захисту від прямого удару блискавки слід, як правило, використовувати природні заземлювачі — металеві та залізобетонні конструкції будівель, споруд, зовнішнього устаткування, опор блискавковідводів, що стоять окремо, тощо, які знаходяться в контакті з землею, в тому числі залізобетонні фундаменти в неагресивних, слабкоагресивних і середньоагресивних середовищах за умови забезпечення безперервного електричного зв'язку по їх арматурі і приєднання її до закладних деталей за допомогою зварювання.
Влаштування блискавкозахисту в Україні регулюється ДСТУ EN 62305-1-4:2012 в 4 частинах[7]:
11А,09.02.2022. Тема: Основи автоматики і робототехніки
Ознайомитися з темою .Відповісти на запитання та надіслати відповіді на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
1. Автоматика і робототехніка в сучасному суспільстві. Автоматика і роботизація є важливими ознаками сучасного інформаційного суспільства, що формується як результат інформаційно-комп'ютерної революції. Можна стверджувати, що роботизація є одним із пріоритетних напрямів сучасного етапу інноваційного розвитку — поруч з автоматизацією та кібернетизацією. Поширення роботизації привело до того, що сьогодні активно розвивається індустрія робототехніки.
Автоматика — сукупність механізмів, приладів, що діють автоматично.
Сторінками історії
З історії автоматики
Найпершим автоматом, який використовувала людина, була пастка на звіра. Вона мала можливість замінити знаряддя ловлі, адже працювала за відсутності людини. Роль «виконавчих органів» відігравали колоди, стріли, гілки із зашморгами.
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image476.jpg)
Звір діє на «чутливий елемент», той — на «виконавчий орган», а останній — на звіра; система взаємодії «звір — пастка» замкнулася.
Такі ж функції виконують автоматичні регулятори й реле в сучасних автоматичних системах.
Це цікаво
Автоматичний сигналізатор Платона
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image477.jpg)
Відомо, що давньогрецький філософ Платон (427—347 рр. до н. е.) збирав учнів автоматичним сигналом. У саду академії було встановлено статую з флейтою в руках. У призначений час інструмент подавав голос.
Флейта статуї за допомогою трубки з'єднувалась із водяним годинником. Витікаючи з верхньої посудини, вода стискала повітря в нижній. Тиск повітря ставав достатнім, щоб відкрити клапан, і повітря надходило до трубки — флейта подавала голос.
Сторінками історії
Перші «механічні люди»
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image478.jpg)
У 1495 р. Леонардо да Вінчі вперше сформулював ідею «механічної людини», інакше кажучи — робота. За задумом майстра, цей пристрій мав являти собою манекен у лицарських обладунках, здатний відтворювати кілька людських рухів. Перший механічний пристрій, віддалено схожий на запропонований да Вінчі, сконструював французький механік Жак Вокансон у 1738 р.
А термін «робот» (від спільного для слов'янських мов слова «робота») на позначення механічних людей уперше вжив чеський письменник Карел Чапек у п'єсі «R.U.R.» на початку ХХ ст.
Робот — пристрій, який керований за допомогою електронної плати або комп'ютера і який можна запрограмувати на виконання певних операцій.
Роботизація — неперервний процес використання роботизованих технологій, що первинно замінюють монотонну людську працю та можуть імітувати складні фізичні процеси.
Робототехніка — сукупність техніки (машин, устаткування, агрегатів тощо), яка оснащена робототехнічними пристроями або функціонує спільно з роботами в єдиному технологічному процесі.
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image479.jpg)
Компоненти роботів та їх характеристика
Компоненти роботів | Характеристика |
Приводи | Це «м'язи» роботів. У даний час найпопулярнішими двигунами в приводах є електричні, але застосовують й інші, які використовують хімічні речовини або стиснене повітря. |
Крокові електродвигуни | Крокові електродвигуни повертають робота покроково на певний кут під управлінням контролера. Це дає змогу обійтися без датчика положення, оскільки кут, на який було зроблено поворот, наперед відомий контролеру; тому такі двигуни часто використовують у приводах багатьох роботів і верстатах із ЧПУ. |
П'єзодвигуни | П'єзодвигуни відомі як ультразвукові двигуни. Принцип роботи: крихітні п'єзоелектричні ніжки, що вібрують із частотою понад 1000 разів на секунду, змушують мотор рухатися по колу або по прямій. Перевагами таких двигунів є висока нанометрична точність, швидкість і потужність, неспівмірна з їх розмірами. |
Повітряні м'язи | Простий, але потужний пристрій для забезпечення сили тяги. У разі накачування стисненим повітрям м'язи здатні скорочуватися до 40 % від своєї довжини. Причиною такої поведінки є видиме із зовнішнього боку плетіння, яке змушує м'язи бути або довгими і тонкими, або короткими і товстими. Оскільки спосіб їх роботи схожий із біологічними м'язами, їх можна використовувати для виробництва роботів із м'язами і скелетом, аналогічними м'язам і скелету тварин. |
Електроактивні полімери | Вид пластмас, який змінює форму у відповідь на електричну стимуляцію. Їх можна сконструювати таким чином, що вони будуть гнутися, розтягуватися або скорочуватися. Утім, у даний час немає ЕАП, придатних для виробництва комерційних роботів, оскільки всі нині наявні їх зразки неефективні або недостатньо міцні. |
Еластичні нанотрубки | Це багатообіцяюча експериментальна технологія, яка перебуває на ранній стадії розробки. Відсутність дефектів у нанотрубках дає змогу волокну еластично деформуватися на кілька відсотків. Людський біцепс може бути замінений проводом з цього матеріалу діаметром 8 мм. Такі компактні «м'язи» можуть допомогти роботам у майбутньому «обігнати і перестрибати» людину. |
Роботизація з кожним роком дедалі більше входить у різні сфери життєдіяльності людини. Якщо раніше роботизовані технології здебільшого використовували в космічній галузі та в надзвичайних ситуаціях (для заміни участі людини з метою уникнення шкоди для її життя і здоров'я), то сьогодні роботизація яскраво простежується і в індустрії розваг, перетворюючись на соціальні проекти.
Це цікаво
Безпілотний транспорт
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image480.jpg)
Уважають, що безпілотний автомобіль у майбутньому допоможе убезпечити рух, оскільки він не нехтуватиме правилами дорожнього руху і буде більш передбачуваним, аніж людина. Усілякі датчики, камери, навігаційні системи здатні зробити безпілотний транспорт більш досконалим. До того ж відсутність необхідності у водіях дасть змогу істотно заощадити на заробітній платні й використовувати транспорт практично цілодобово, що належним чином оцінять транспортні компанії та служби таксі.
Чимало компаній уже працюють над безпілотними транспортними засобами, причому серед них — як відомі представники автомобільної промисловості (General Motors, Audi, BMW, Toyota, Tesla), так і ті, хто поки що не має до неї жодного стосунку (Google, Uber).
Перлини мудрості
Одна машина здатна виконати роботу п'ятдесяти ординарних людей, але жодна машина не виконає роботу однієї неординарної людини.
Елберт Хаббард, американський письменник і філософ
2. Датчики. Датчики відіграють в автоматиці та робототехніці одну з найважливіших ролей. За допомогою різних датчиків робот «відчуває» себе самого та навколишній світ. Вони є органами чуття: очима, вухами, шкірою — для роботів.
Без датчиків зовнішнього середовища робот рухається наосліп. Зовнішні датчики беруть участь у:
- розпізнаванні місць і об'єктів, які вже траплялися раніше;
- визначенні вільного простору і плануванні в ньому руху для того, щоб уникнути зіткнень із перешкодами;
- взаємодії з предметами, людьми і тваринами;
- створенні загального уявлення про середовище навколо робота.
Датчик — термін систем управління, первинний перетворювач, елемент вимірювального, сигнального, регулюючого або керуючого пристрою системи, що перетворює контрольовану величину в зручний для використання сигнал.
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image481.jpg)
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image482.jpg)
Оптичний датчик
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image483.jpg)
Звуковий датчик
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image484.jpg)
Інфрачервоний датчик
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image485.jpg)
Датчик температури
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image486.jpg)
Датчик положення
Клас | Тип датчика |
Тактильні датчики | Кнопка / бампер, оптичний бар'єр, датчик зазору |
Відчутні сенсори | Контактна матриця, датчик потужності, обертального моменту, резистивний |
Датчики двигунів | Зі щітковими контактами, потенціометр, координатний револьвер, оптичний енкодер, магнітний енкодер, індуктивний енкодер, ємнісний енкодер |
Датчики положення | Гіроскоп, уклономір |
Засновані на маяках (положення щодо інерціальної системи координат) | Радіочастотний маяк, ультразвуковий маяк |
Далекоміри | Ємнісний датчик, магнітометри, камера, сонар, лазерний далекомір, структурований світ |
Датчики швидкості / руху | Доплеровський радар, доплеровський звуковий, камера-акселерометр |
Датчики ідентифікації | Лазерний далекомір, радар, ультразвуковий датчик, звуковий датчик |
Створено в Україні
У київській компанії Drone.UA створюють продукти в галузі безпілотних технологій. Компанія провадить діяльність в аграрній сфері, енергетиці та нафтогазовій промисловості, а також у галузях геодезії та топографії. Технології Drone.ua використовують на понад 2 млн гектарів посівних площ України.
У запорізькій компанії «Інфоком ЛТД» розробляють безпілотний автомобіль. БНТС оснащують системою сенсорів і датчиків, щоби пристрій мав машинний зір і міг автономно приймати рішення щодо своїх дій або передавати інформацію оператору, який керує машиною дистанційно.
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image487.jpg)
Розробники київської компанії «Механізмус» виробляють роботів-манекенів для реклами в магазинах одягу, на виставках. Такий робот має 9 керованих суглобів, уміє танцювати, вітати відвідувачів, може працювати за таймером або датчиком руху. Компанія постійно покращує сценарії поведінки і придумує нові можливості. Манекен повністю автономний: для заміни сценарію достатньо перезаписати програму рухів на флешку.
У відкритій одеській майстерні-лабораторії Hub Lab розробляють концепт літаючої дослідницької платформи для вивчення геології та атмосфери Марса на базі квадрокоптера.
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image488.jpg)
Новітні досягнення науки і практики
Помічники — роботи і дрони
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image489.jpg)
Активний розвиток робототехніки вже сьогодні дає змогу створювати доброзичливих до людини домашніх роботів і комерційних дронів. Наприклад, компанія Honda запропонувала людиноподібну модель робота ASIMO, який здатний розпізнавати людей і жести, брати і віддавати предмети, реагувати на інструкції, бігати і підніматися сходами. Але в недалекому майбутньому можна очікувати появи ще розумніших і просунутіших машин, які зможуть замінити людей на окремих роботах (наприклад, співробітників рецепції або офіціантів).
Роботи для людей з особливими потребами
Інженери з компанії Desin (США) створили робота Obi з рукою-маніпулятором, який дозволить приймати людині їжу без використання рук.
Компанія Toyota (Японія) нещодавно успішно завершила перші випробування робота Human Support Robot (HSR), розробленого для допомоги людям з інвалідністю в повсякденному житті.
22-річний українець Антон Головаченко отримав нагороду на міжнародному конкурсі Robot Launch 2016 зі своїм проектом бюджетного екзоскелета UniExo, який дає людям з інвалідністю та захворюваннями опорно-рухового апарату можливість повноцінно пересуватися.
Робот-хом'ячок Rosphere
Іспанські інженери розробили унікального робота, який за зовнішнім виглядом нагадує хом'яка (має невеликі розміри і кулясту форму). Його пряме призначення полягає в тому, щоб покращувати врожай. Пристрій пересувається городами і садами, збираючи інформацію про стан землі та рослин, стиглість плодів, наявність чи відсутність шкідників. Фермерам залишається лише відстежувати актуальну інформацію та, за необхідності, вживати відповідних заходів.
Ветеринарні роботи
Серед останніх нових технологій сільського господарства у світі слід відзначити ветеринарних роботів. Апарати квантової фототерапії значно покращують здоров'я тварин і птахів, зміцнюючи їх природний імунітет. Проведені дослідження підтвердили, що зростає плідність, продуктивність тварин (несучість, надої). У них підвищується опірність до вірусних інфекцій, а відповідь на вакцинацію стає більш вираженою і чіткою.
Усюдисущі дрони
Галузі застосування дронів з кожним роком також розширюються. Судячи з кількості та різноманітності можливих «професій» для цих безпілотних апаратів можна впевнено сказати, що за цією технологією — майбутнє. Дронів можна використовувати для доставки ліків у важкодоступні місця, транспортування замовлень з інтернет-магазинів, допомоги фермерам, виконання функцій офіціантів і патрулювання території.
Це цікаво
«Батьком» робототехніки вважають американського письменника-фантаста Айзека Азімова (1920 — 1992). Саме він у своєму оповіданні «Я, робот» (1941) сформулював три так звані закони робототехніки — обов'язкові «правила поведінки» для роботів, які є наскрізною темою його творів:
- 1. Робот не може заподіяти шкоду людині або своєю бездіяльністю дозволити, щоб людині було заподіяно шкоду.
- 2. Робот повинен підкорятися наказам людини, окрім тих, які суперечать першому пункту.
- 3. Робот повинен захищати самого себе, якщо тільки його дії не суперечать першому і другому пунктам.
Арт-галерея
Найвідоміші роботи в кіно
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image490.jpg)
Johnny 5 («Коротке замикання», 1986) — перевихований бойовий робот
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image491.jpg)
Wall E («Валл І», 2008) — маленький робот-прибиральник сміття
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image492.jpg)
Термінатор («Термінатор») — кіборг-убивця (1984) та робот-захисник (1991, 2003)
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image493.jpg)
Робокоп («Робокоп», 1987) — кіборг-поліцейський
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image494.jpg)
R2D2 («Зоряні війни», з 1977) — навігаційний дроїд
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image495.jpg)
C3PO («Зоряні війни», з 1977) — робот, що знає 2 млн мов
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image496.jpg)
Чаппі («Робот на ім'я Чаппі») — робот-вундеркінд, здатний відчувати і думати
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image497.jpg)
Sonny («Я, робот», 2004) — робот, здатний відчувати емоції, не закладені в його програмі
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image498.jpg)
Сталевий гігант («Сталевий гігант», 1999) — робот-зброя, але, водночас, і захисник
За призначенням датчики, які використовують у технологічних агрегатах, поділяють на шляхові, розмірні, силові, швидкісні, а за характером створюваних сигналів — на механічні, електричні, фотоелектричні, пневматичні та гідравлічні.
Типи датчиків | Характеристика |
Шляхові | Сигнал управління виникає в результаті впливу частини технологічного агрегата, яка рухається в момент, коли ця частина приходить у певне, заздалегідь передбачене, положення |
Електричні безконтактні | Працюють на змінному струмі і дають відносно високе значення вихідної потужності, але на їх роботу великий вплив має коливання частоти напруги живлення |
Гідравлічні шляхові | Слугують для включення, перемикання і вимикання руху шляхом відповідного управління напрямком потоків масла в гідравлічні двигуни |
Пневматичні шляхові | Являють собою розподільні крани і золотники, які приводяться в дію від упорів, кулачків або лінійок |
Розмірні | Використовують для контролю лінійних розмірів деталей і складальних одиниць |
Реостатні | Засновані на зміні активного опору елемента залежно від величини переміщення |
Дротові | Використовують для вимірювання малих переміщень або відносних деформацій. Є плоскими спіралями з каліброваного дроту, що наклеєні на картон і заклеєні зверху |
Фотоелектричні | Основою є фотоелемент |
Тиску | Заснований на перетворенні тиску в механічне переміщення |
3. Принципи функціонування виконавчих механізмів. Для здійснення впливу системи автоматичного керування призначені виконавчі пристрої або механізми. Якщо датчики перетворюють фізичні величини, що характеризують об'єкт керування, в електричний сигнал, то виконавчі пристрої здійснюють обернену дію — перетворюють сигнал системи керування у фізичну величину, що змінює перебіг технологічного процесу в потрібному напрямі.
За видом споживаної енергії виконавчі механізми поділяють на електричні, пневматичні та гідравлічні. Найбільшого поширення набули електричні виконавчі механізми. Пневматичні та гідравлічні — застосовуються в разі необхідності отримання великої потужності під час переміщення робочого органа та у вибухонебезпечних середовищах.
Виконавчий елемент (англ. executive elements) — пристрій, що безпосередньо здійснює механічне переміщення (чи поворот) регулювального органа об'єкта управління і змінює його стан.
Конструкції виконавчих механізмів розрізняють за характером руху вихідної ланки (прямохідні і поворотні) і за видом чутливого елемента, який перетворює енергію командного сигналу в переміщення вихідної ланки.
У сучасних автоматичних системах керування основні операції обробки інформації виконує комп'ютер або мікропроцесор, тому виконавчі пристрої мають здійснювати перетворення цифрового вихідного сигналу комп'ютера у фізичну величину. У хімічних процесах цифровий сигнал перетворюється в переміщення робочих органів, що регулюють надходження вхідних реагентів, температуру в реакторі тощо.
У складі виконавчого пристрою можна виділити дві частини: малопотужну, яка складається з перетворювача і підсилювача, та потужну, що складається з потужного перетворювача і вихідного виконавчого механізму. У деяких виконавчих механізмах окремі частини можуть бути відсутні.
Виконавчі механізми поділяють на двопозиційні (бінарні) й аналогові. Їх характеризують такі параметри, як точність, робочий діапазон, швидкодія, потужність, габарити тощо.
4. Програмування Arduino. Мову програмування пристроїв Arduino засновано на C / C ++. Вона проста в освоєнні та є найзручнішим способом програмування пристроїв на мікроконтролерах.
Arduino — стандартний мікроконтролер, який отримав широке визнання в інженерів, завдяки своїй простоті, невисокій вартості та великій різноманітності плат розширення.
Плати розширення, які підключають до основної плати Arduino, дають змогу виходити в інтернет, керувати роботами і домашньою автоматикою.
Мікроконтролер (англ. microcontroller) — виконана у вигляді мікросхеми спеціалізована мікропроцесорна система, що вмикає мікропроцесор, блоки пам'яті для збереження коду програми і даних, порти вводу-виводу і блоки зі спеціальними функціями.
Плата Arduino Uno
Плата Arduino може підключатися до порту USB комп'ютера. Коли вона підключена, можна посилати повідомлення в обох напрямках. На відміну від комп'ютера, Arduino майже не має пам'яті, а також не має операційної системи, клавіатури з мишею та екрана. Головне її завдання — читання даних з датчиків і управління виконавчими пристроями. Тобто можна, наприклад, підключити до плати датчик вимірювання температури й управляти потужністю обігрівача.
Деякі проекти, реалізовані на основі Arduino:
- світлодіодні куби;
- лічильники Гейгера;
- музичні інструменти;
- дистанційні датчики;
- роботи.
Робот-черепаха Arduino
Гусенична машина на Arduino
Arduino-автомобіль, який проїжджає лабіринти
Машина на Arduino
Робот-собака з Arduino і пластикових трубочок
Балансувальний Arduino-робот
Arduino-робот, що крокує
Радіокерований робот на базі Arduino
Робот «Гидке каченя»
Використані компоненти: шасі, дріт, клей, плата arduino, драйвер двигуна L293.
Noodlebot — крокуючий робот
Використані компоненти: коробка, Arduino Nano, EasyVR 2.0 voice recognition module, 4 мікросервомашинки MG90, ультразвуковий далекомір HC-SR04, світлодіодна матриця, MAX7219 Display Driver, Garan Audio Module, 2GB Micro SD, ІК-сенсор HC-SR501, ball switches, Lipo-батарея 7.4V 1000mAh 20C 2S, U-BEC 3A 5 / 6V, Mini White 3.5mm Pillow Speaker, Low Voltage Lipo Monitor.
Arduino-робот жук Ringo
Використані компоненти: плата arduino, три невеликі аналогові сервоприводи, сталевий дріт (діаметр 1,5-2 мм), ІК-приймач, міні-бредбоард, 2-3 звичайні металеві скріпки.
Перлини мудрості
Те, що сьогодні наука, — завтра техніка.
Едвард Теллер, американський фізик
Створено в Україні
Віктор Михайлович Глушков (1923—1982) — український радянський учений, піонер комп'ютерної техніки. Запропоновані ним побудови «око-рука», «читаючий автомат», самоорганізуюча структура поклали початок новим прикладним технологіям, унікальним розробкам, пов'язаним зі створенням так званого штучного інтелекту. За безпосередньої участі В. М. Глушкова в Інституті кібернетики проводились інтенсивні розробки автоматизованих систем управління, зокрема систем управління технологічними процесами, автоматизації наукових досліджень та випробувань складних промислових об'єктів, систем організаційного управління промисловими підприємствами.
У післямові (висновках) до книги «Основи безпаперової інформатики» (1982) В. М. Глушков пророче пише: «Безпаперова інформатика розвивається винятково швидкими темпами <...> Зрощування засобів телекомунікації з машинною інформатикою (що реалізуються в мережах ЕОМ і ОЦ з віддаленими терміналами) вже привело до появи нового терміна — «телематика». Найпалкіші апологети телематики пророкують, що вже недалеко той день, коли зникнуть звичайні книги, газети і журнали. Натомість кожна людина буде носити із собою «електронний блокнот», що становитиме собою комбінацію плоского дисплея з мініатюрним радіоприйомопередавачем. Набираючи на клавіатурі цього «блокнота» потрібний код, можна, перебуваючи в будь-якому місці на нашій планеті, викликати з гігантських комп'ютерних баз даних, пов'язаних у мережі, будь-які тексти, зображення (у тому числі й динамічні), які замінять не лише сучасні книги, журнали і газети, а й сучасні телевізори».
Це цікаво
Щороку в різних країнах проходить Всесвітня олімпіада з робототехніки — World Robot Olympiad (WRO) — одна з найбільших олімпіад світу для учнів, студентів і дорослих. Робототехніка — чудова платформа для здобуття навичок, необхідних у ХХІ ст. Розв'язання робототехнічних задач закладає підвалини інновацій та креативності, які згодом знайдуть відображення в науці, інженерії та комп'ютерному програмуванні. Перші змагання з робототехніки відбулися в 2004 р. в Сінгапурі, де були представлені 12 країн і 4 тис. команд. Зараз у них бере участь понад 20 тис. команд з майже 60 країн, у тому числі з України. Щорічний Всеукраїнський фестиваль ROBOTICA є національним відбірковим етапом до участі у WRO.
Новітні досягнення науки і практики
Наймолодший програміст і робототехнік
-class-2018/bilenko-technology-10(11)-class-2018.files/image512.jpg)
Виходець з Індії Рохан Агравал (Купертіно, Каліфорнія, США) почав займатися програмуванням з 4 років. Він вивчав HTML і в 5 років створив свій перший вебсайт. На шостий день народження батьки-інженери купили йому буклет із цифровими схемами і комплект деталей для збирання. Рохан відточував свої навички, відвідуючи клуб робототехніки. У 9 років він отримав радіолюбительську ліцензію й розпочав вивчення плат Arduino. У 12 років юний програміст-самоук почав свій штурм робототехніки в компанії OLogic, що спеціалізується на дослідженнях і проектуванні робототехніки в галузі споживчої електроніки та іграшок. Серед клієнтів OLogic такі компанії, як Google, Disney і Hasbro. Рохан також є засновником консалтингової компанії Aleopile, яка спеціалізується на робототехніці, веб-дизайні та друкованих платах.
Перевірте себе
- 1. Що називають робототехнікою?
- 2. У яких сферах найбільш розвивається робототехніка?
- 3. З яких частин складається робот?
- 4. Які бувають типи датчиків?
- 5. Що називають виконавчим елементом?
- 6. Який принцип функціонування виконавчих механізмів?
11А,02.02.2022.
Тема: Розвиток інформаційних технологій
Ознайомитися з темою .Скласти 5 запитань та надіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Загальний опис[ред. | ред. код]
Робототехніка орієнтована на створення роботів і робототехнічних систем, призначених для автоматизації складних технологічних процесів і операцій, у тому числі таких, що виконуються в недетермінованих умовах, для заміни людини під час виконання важких, утомливих і небезпечних робіт.
Роботи можуть мати будь-яку форму, але деякі з них, зроблено схожими на людей за зовнішнім виглядом. Стверджується, що це допомагає у сприйнятті робота з певною реплікативною поведінкою, як правило, притаманною людям. Такі роботи намагаються повторити ходьбу, підйом, мову, в основному, все що може зробити людина. Багато з сучасних роботів, натхненні природою.
Мета робототехніки — виробляти програмування задля контрольованої співпраці електроніки і механіки роботів.
Термін роботехніка запровадив письменник-фантаст Айзек Азімов 1942 року. Слово робототехніка походить від слова робот, яке було представлено публіці чеським письменником Карелом Чапеком у його п'єсі R.U.R. (Россумські Універсальні Роботи) 1920 року. Слово робот походить від слов'янського слова Robota, що означає праця. Дійство починається на фабриці, яка виготовляє штучних людей, так званих роботів — істот, яких можна було помилково прийняти за людей — що дуже схоже на сучасні ідеї андроїдів. Сам Карел Чапек слово робот не вигадав — це зробив його брат Йозеф Чапек.
Робототехніка буває будівельною, промисловою, побутовою, авіаційною, екстремальною (військовою, космічною, підводною).
За даними Національної асоціації учасників ринку робототехніки, у світі на 10 тисяч працівників, 2015 року доводилося у середньому 69 промислових роботів.
_01.jpg)
Історія[ред. | ред. код]
Перші досліди з машинами проводилися ще у давні часи. Наприклад, відома музична машина (Водяний орган) Герона Олександрійського, або літальний голуб Архіта. У третьому сторіччі до Різдва Христового з'являється один з найбільш ранніх описів автоматів у дописі Лі Цзи. З падінням давніх культур, тимчасово зникли і наукові докази того часу. 1205 року Аль-Джазарі — мусульманський арабський інженер і автор 12-го століття, написав працю про механічні прилади «Книга знань дотепних механічних пристроїв». Він створив ранній людиноподібний автомат, а також програмовану групу автоматів Elefantenuhr des al-Dschazarī. До 1740 року, було спроєктовано і побудовано автоматичну качку і перший програмований повністю автоматичний ткацький верстат.
По закінченню Другої світової війни, в галузі робототехніки спостерігався швидкий поступ.
1942 року письменник-фантаст Айзек Азімов створив свої три закони робототехніки.
1948 року Норберт Вінер сформулював принципи кібернетики, які лягли в основу практичної робототехніки.
1973 року українською, а 1974 року російською мовами під керівництвом Віктора Глушкова, у Києві було видано першу у світі «Енциклопедію кібернетики» у 2-х томах.
Повністю автономна роботизована система, з'явилася лише у другій половині 20-го століття. Перший програмований робот з цифровим керуванням Unimate, було встановлено 1961 року, для підняття гарячих шматків металу з машини для лиття під тиском, і їх складання.
Сьогодні, на початку XXI століття, широко розповсюджені комерційні і промислові роботи, що використовуються для виконання різної праці дешевше, точніше та надійніше за людей. Вони також застосовуються у деяких роботах, які занадто брудні, небезпечні або марудні, щоб бути придатними для людей. Роботи працюють у виробництві, складанні, пакуванні, транспортуванні, дослідженні Землі і космосу, хірургії, озброєнні, лабораторних дослідженнях, безпеці і масовому виробництві споживчих і промислових товарів.
Складові робототехніки[ред. | ред. код]
Є чимало видів роботів і вони використовуються у багатьох відмінних середовищах для великої кількості різних застосувань. Хоча роботи дуже різноманітні у вжитку, усі вони мають три основні подібності, коли справа доходить до їх будови: всі роботи мають деякий вид механічної конструкції — рами, або форми, призначені для досягнення певного завдання. Наприклад, робот призначений подорожувати у важкій багнюці, міг би використовувати гусениці. Механічний чинник, є головним рішенням розробника задля завершення поставленого завдання. Форма слідує за функцією.
Роботи мають електричні складники, які керують механізмами. Наприклад, роботу з гусеницями, будуть потрібні якісь сили, щоби перемістити трекер протекторів. Ця сила приходить у вигляді електрики через дроти від батареї, основним електричним колом. Навіть бензинові машини, які отримують свою силу, в основному, з бензину, вимагають електричного струму, щоби почати процес згоряння. Саме тому, більшість бензинових машин, як і автомобілі, мають батареї. Електрична складова роботів, використовується для руху (через двигун), зондування (де електричні сигнали використовуються для вимірювання таких речей, як тепло, звук, положення і стан енергії) і оперативний (роботи потребують певного рівня електричної енергії, що підводиться до їх двигунів і давачів для того, щоби їх задіяти і виконувати основні операції).
Усі роботи мають деякий рівень комп'ютерного програмування. Програма вирішує для робота, коли і як щось зробити. У гусеничному прикладі, робот, який повинен пересуватися по болоту, може мати правильну механічну конструкцію і отримати правильну кількість енергії від своєї батареї, але не буде нікуди йти без програми, що змушує його рухатися. Програми є основною сутністю робота. Він може мати відмінну механічну і електричну конструкцію, але якщо його програму погано розроблено, його продуктивність буде дуже низькою (або він не зможе виконувати завдання взагалі). Існує три види роботизованих програм: дистанційне керування, штучний інтелект і гібрид. Робот з дистанційним програмованим керуванням, має раніше встановлений набір команд і буде їх виконувати, коли отримує сигнал від джерела керування, як правило, людини з пультом дистанційного керування. Роботи, що використовують штучний інтелект, взаємодіють з навколишнім середовищем без джерела керування, і можуть детерміновано реагувати на проблеми, з якими вони стикаються, отже, використовують власне програмування. Гібрид, є формою програмування що об'єднує обидві функції AI і RC.
Застосування[ред. | ред. код]
Оскільки все більше і більше роботів призначено для виконання окремих завдань, спосіб їх класифікації, стає все більш потрібним. Наприклад, багато роботів призначено для праці з монтажу, і не можуть бути легко пристосовані для інших застосувань. Їх називають «складальними роботами». Для зварювання шва, деякі виробники постачають повні зварювальні системи з роботом, тобто зварювальне устаткування поряд з іншими зручностями обробки матеріалів, таких як, поворотні столи та інше, як єдине ціле. Така інтегрована роботизована система, називається «зварювальний робот». Деякі роботи, спеціально призначено для маніпулювання важкими навантаженнями і позначені як «важкі роботи службових обов'язків».
Поточні і можливі області застосування роботів, передбачають:
Військові роботи.
Caterpillar планує розробити дистанційно керовані машини та повністю автономних важких роботів до 2021 року. Деякі підіймальні крани, вже керуються дистанційно.
Було показано, що робот може виконувати скотарські завдання.
Роботи все частіше використовуються у виробництві (з 1960 року). В автомобільній промисловості, вони можуть складати більше половини від загальної «праці». Є навіть фабрики «з вимкненим світлом», такі як завод з виробництва клавіатур IBM у Техасі, котрий на 100 відсотків автоматизовано.
Роботи, такі як HOSPI, використовуються як кур'єри в лікарнях (лікарняний робот). Інші лікарняні завдання, виконують роботи рецепціонери, гіди і носильники — помічники.
Роботи можуть служити офіціантами і кухарями, також і у домашніх умовах. «Boris» — це робот, який може завантажувати посуд до посудомийної машини.
Робот бойового спорту — хобі або спортивний захід, де два або більше роботів борються на арені, щоби вимкнути один одного.
Очищення забруднених територій, від токсичних відходів або продуктів ядерних установок.
Сільськогосподарські роботи (AgRobots).
Внутрішні роботи, очищення приміщення та догляд за людьми похилого віку.
Медичні роботи, що виконують дії з малоінвазивної хірургії.
Домашні роботи з повним використанням.
Освітня робототехніка. Роботи стали поширеним навчальним посібником у деяких середніх і вищих навчальних закладах, а також у численних літніх таборах молоді, задля підвищення інтересу до програмування, штучного інтелекту і робототехніки серед студентів. У деяких університетах світу, перший рік навчання включає комп'ютерні курси програмування роботів, на додаток до традиційної програмної інженерії, на основі курсових робіт.
Приводи[ред. | ред. код]
Привід — це «м'язи» роботів. В наш час, на початку XXI століття, найбільш розповсюдженими рушіями у приводах, є електричні, але застосовуються і інші, що використовують хімічні речовини або стиснене повітря.
- Двигуни постійного струму : Поки що, більшість роботів використовують електродвигуни, які можуть бути декількох видів.
- Крокові електродвигуни: Як можна припустити з назви, крокові електродвигуни не обертаються вільно, подібно до двигунів постійного струму. Вони повертаються покроково на певний кут під керуванням контролера. Це дозволяє обійтися без давача положення, оскільки контролеру точно відомо, на який кут було зроблено поворот.
- П'єзодвигуни: Сучасною альтернативою двигунів постійного струму, є п'єзодвигуни, також відомі як ультразвукові двигуни. Принцип їх роботи абсолютно відрізняється: маленькі п'єзоелектричні ніжки, які вібрують з частотою більше 1000 разів на секунду, змушують мотор рухатися по колу або прямій. Перевагами подібних двигунів є висока швидкість і потужність, непорівнянна з їх розмірами. П'єзодвигуни вже доступні на комерційній основі і також застосовуються на деяких роботах.
- Повітряні м'язи: Повітряні м'язи — простий, але потужний пристрій для забезпечення сили тяги. За накачування стисненим повітрям, м'язи здатні скорочуватися до 40 % від власної довжини. Причиною такого поводження є плетіння, видиме з зовнішнього боку, яке змушує м'язи бути або довгими і тонкими, або короткими і товстими. Через те, що спосіб їх роботи схожий з біологічними м'язами, їх можна використовувати для виробництва роботів з м'язами і скелетом, аналогічними м'язам і скелету тварин.
- Електроактивні полімери: електроактивні полімери (ЕАП) — це вид пластмас, який змінює форму у відповідь на електричну стимуляцію. Вони можуть бути сконструйовані таким чином, що можуть гнутися, розтягуватися або скорочуватися. Однак, досі немає ЕАП, придатних для виробництва комерційних роботів, оскільки всі неефективні або неміцні.
- Еластичні нанотрубки: Це далекосяжна експериментальна технологія, що знаходиться на ранній стадії розробки. Відсутність дефектів у нанотрубках дозволяє цьому волокну еластично деформуватися на кілька відсотків. Людський біцепс може бути замінений проводом з такого матеріалу діаметром 8 мм. Такі невеликі «м'язи» можуть допомогти роботам у майбутньому, обганяти і перестрибувати людей.
11А,26.01.2022.
Тема: Три закони робототехніки
Ознайомитися з темою .Скласти 5 запитань та надіслати на поштову скриньку : pdo130313@gmail.com
Три закони
робототехніки.
Упродовж останніх десятиліть роботи заполонили кінематограф, літературу,
пресу та інтернет, але сама тема співіснування людей та машин аж ніяк не нова. Майже вісімдесят
років тому письменник-фантаст Айзек Азімов вперше сформулював три основних
закони робототехніки. Пізніше він доопрацював їх та додав четвертий закон, який
називають також нульовим.
Втім,
ці правила були написані ще за часів, коли про розвиток робототехніки мало хто
навіть замислювався. Сучасні роботи працюють разом із людьми у багатьох сферах
та виконують численні повторювані задачі, допомагаючи людям підвищити
продуктивність праці. Хоча сучасні машини не схожі на роботів, яких колись
уявляв Азімов, сформульовані письменником закони не втратили своєї
актуальності, однак їх слід доповнити кількома новими правилами,
що відповідають потребам сьогодення.
Основні закони робототехніки
1. Робот не має права
заподіяти шкоду людству або через власну бездіяльність дозволити, щоб людству
була заподіяна шкода.
2. Робот не має права
заподіяти шкоду людині або через власну бездіяльність допустити, щоб людині
була заподіяна шкода.
3. Робот зобов’язаний
виконувати накази людей, крім випадків, коли такі накази суперечать першому
закону.
4. Робот повинен дбати про
власну безпеку, крім випадків, коли це суперечить першому та другому законам.
Нові закони робототехніки
·
Людину не слід навантажувати монотонними, повторюваними
задачами
Люди
витрачають занадто багато часу на виконання повсякденних завдань. Менеджери
присвячують виконанню суто адміністративних функцій у середньому два дні на
тиждень. Кожна зайва хвилина, яку людина витрачає на внесення якихось даних у
табличку, відбирає у неї дорогоцінний час, який можна було би використати
на побудову творчих та стратегічних рішень для розвитку бізнесу.
Крім того, виконуючи повторювані задачі, працівники вмирають від нудьги, а
переважно саме нудьга спонукає їх до пошуку нового роботодавця. Автоматизація
робочих процесів допоможе працівникам зекономити час, а компаніям – заощадити
кошти та уникнути відтоку кадрів.
·
Організаціям слід розробляти плани використання умінь та
навичок своїх працівників, як роботів, так і людей
На
відміну від роботів, яких уявляв Азімов, сучасні машини не здатні до
самонавчання, проте вони можуть безперервно виконувати фізичну працю. Люди ж
постійно навчаються та здатні раціонально мислити, проте вони можуть
втомлюватися та припускатися помилок. Переважна більшість людей працює понад 40
годин на тиждень, але цього часу ледь вистачає на виконання повсякденних
завдань. Щоб досягти максимально корисного результату, компанія
повинна чітко розуміти, у яких сферах до виконання завдань слід
залучати людей, а де можна використати робототехніку.
Саме розуміння робочих процесів дозволить компаніям будувати довгострокові
плани розвитку та стратегії, які допоможуть заощадити час працівників та надати
їм більше можливостей для творчості.
·
Людям слід працювати разом з роботами, а от боятися їх не
варто
Дехто
цілком серйозно з жахом чекає часів,
коли роботи залишать людей без роботи. Ймовірно, завдяки автоматизації процесів
потреба у деяких професіях таки відпаде, але не варто боятися, що невдовзі
світом блукатимуть натовпи безробітних. Залучивши до праці робота замість
людини, можна зекономити близько 80-90% коштів, однак слід пам’ятати, що справа
не у грошах, а у користі.
Робототехніка
стане у нагоді під час виконання рутинних завдань, що знижують продуктивність
праці кваліфікованих кадрів, однак машини не здатні мислити ані
критично, ані стратегічно. Якщо роботи виконуватимуть просту некваліфіковану
працю замість людей, ми зможемо присвятити більше часу навчанню, саморозвиткові
та побудові стратегій і зосередитися на завданнях, що допоможуть досягти
результатів у праці та бізнесі. Завдяки машинам людина отримає більше свободи і
зможе стати дійсно незамінним працівником.
Комментариев нет:
Отправить комментарий