Проектирование манипулятора подводного аппарата-робота
Объектом исследования является: процесс проектирования манипулятора для подводного робота, способного выполнять поставленные задачи. Цель работы – спроектировать конструкцию манипулятора, произвести все необходимые расчеты и составить документацию. В процессе исследования решались следующие задачи: выбор наиболее эргономичной и экономически целесообразной конструкции руки манипулятора, способной захватывать и перемещать объекты под водой. В результате исследования имеется готовая модель манипулятора и техническая документация для непосредственного производства.
Реферат ……………………………………………………………………………………….. 8
Введение ……………………………………………………………………………………… 9
1.Литературный обзор ……………………………………………………………….. 11
1.1. Манипулятор ………………………………………………………………………. 11
1.2. Структура «скелета» руки манипулятора …………………………… 14
1.3. Схват ………………………………………………………………………………… 17
1.4. Составные части схватов …………………………………………………… 20
1.5. Классификация схватов …………………………………………………….. 23
1.6. Конструкция механических захватных устройств ……………… 26
Задачи исследования ………………………………………………………………….. 29
2. Конструкторская часть …………………………………………………………… 32
2.1. Выбор компоновочной схемы механизма манипулятора ………. 32
2.2. Выбор захватного устройства ……………………………………………. 34
2.3. Профилирование губок захвата …………………………………………. 35
2.4. Силовой расчет захвата …………………………………………………….. 40
2.5. Характеристики привода …………………………………………………… 43
2.6. Разработка поворотного механизма …………………………………… 44
2.7. Обеспечение угла поворота ………………………………………………. 47
3. Технологическая часть …………………………………………………………… 52
3.1. Разработка технологии изготавления детали«Стенка большая
левая» ……………………………………………………………………………………… 53
3.1.1. Анализ технологичности детали …………………………………… 54
3.1.2. Технологический процесс изготовления детали «Стенка
большая левая» …………………………………………………………………….. 54
3.1.3. Размерный анализ ………………………………………………………… 55
3.1.4. Назначение режимов резания……………………………………….. 56
3.1.4.1. Выбор оборудования и технологической оснастки …….. 56
3.1.4.2 Режимы резания …………………………………………………………. 56
3.1.3 Расчет норм времени …………………………………………………….. 58
3.2. Технология сборки захвата ……………………………………………….. 59
4. Финансовый менеджмент, ресурсожффективность и
ресурсосбережение ……………………………………………………………………. 65
4.1. Введение …………………………………………………………………………… 66
4.2. Предпроектный анализ. Потенциальные потребители
результатов исследования ……………………………………………………….. 67
4.3. Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………….. 68
4.4. FAST – анализ …………………………………………………………………… 69
4.5. SWOT-анализ ……………………………………………………………………. 74
4.6. Инициация проекта …………………………………………………………… 76
4.7. Цели и результат проекта ………………………………………………….. 77
4.8. Организационная структура проекта …………………………………. 77
4.9. Ограничения и допущения проекта. ………………………………….. 78
4.10. План проекта …………………………………………………………………… 78
4.11. Бюджет научного исследования ………………………………………. 81
4.12. Накладные расходы…………………………………………………………. 84
4.13. Общие итоги финансирования и расходов ……………………….. 85
4.13. Матрица ответственности ……………………………………………….. 85
4.14. Оценка экономической эффективности проекта ………………. 86
4.15. Оценка научно-технического уровня НИР……………………….. 86
4.16. Реестр риска проектов …………………………………………………….. 89
4.17. Оценка сравнительной эффективности исследования ………. 90
5. Социальная ответственность ………………………………………………….. 93
5.1. Введение …………………………………………………………………………… 94
5.2. Производственная безопасность ……………………………………….. 94
5.3. Анализ выявленных вредных факторов …………………………….. 95
5.3.1. Повышенная или пониженная относительно нормативных
требований температура, влажность и подвижность воздуха. … 95
5.3.2. Повышенный уровень шума ………………………………………… 96
5.3.3. Повышенный уровень вибраций…………………………………… 99
5.3.4. Недостаточная освещенность рабочей зоны ……………….. 102
5.3.5. Эмоциональные нагрузки …………………………………………… 107
5.4. Анализ выявленных опасных факторов …………………………… 108
5.5. Электробезопасность ………………………………………………………. 109
5.6. Пожарная безопасность …………………………………………………… 110
5.7. Охрана окружающей среды …………………………………………….. 113
5.8. Защита в чрезвычайных ситуациях (ЧС) ………………………….. 114
5.9. Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности труда ……………………………………………………………….. 116
Список литературы ………………………………………………………………….. 119
Приложение А …………………………………………………………………………. 121
Реферат
Выпускная квалификационная работа состоит из 61 с., 28 рис., 15 табл.,
25 источников.
Ключевые слова: манипулятор, подводный робот, проектирование.
Объектом исследования является: процесс проектирования манипуля-
тора для подводного робота, способного выполнять поставленные задачи.
Цель работы – спроектировать конструкцию манипулятора, произвести
все необходимые расчеты и составить документацию.
В процессе исследования решались следующие задачи: выбор наиболее
эргономичной и экономически целесообразной конструкции руки манипуля-
тора, способной захватывать и перемещать объекты под водой.
В результате исследования имеется готовая модель манипулятора и тех-
ническая документация для непосредственного производства.
Область применения: подводные работы способные производить мани-
пуляцию объектов под водой.
Вода занимает 70,8% площади всей земли, а именно более 361 миллионов
квадратных километров []. Сам факт этого привлекает ученных к изучению,
исследованию и нахождению практического применения особенностей гидро-
сферы для жизни человека.
В настоящее время в мире проводится большой объём работ по исследо-
ванию морского и океанского дна, по обнаружению затонувших объектов и
подъёму их, по контролю проложенных по дну трубопроводов. Количество
этих трубопроводов неизменно растёт, разработка нефтяных месторождений в
шельфовой зоне проводится всё активнее, поэтому контроль за общим состо-
янием сети является насущной проблемой, решение которой связано с проек-
тированием новейших механических систем, способных перемещать под во-
дой приборы для контроля состояния труб, обеспечивающих надёжную работу
с достаточной точностью позиционирования.
Наиболее актуальные сферы применения подводного робота с манипуля-
тором:
1) Обзорно-поисковые работы, включая поиск и обследование затонув-
ших объектов, инспекцию подводных сооружений и коммуникаций
(трубопроводов, водопроводов, кабелей);
2) Подледные работы, в том числе прокладка кабеля на арктическом дне,
обслуживание систем наблюдения и освещения подледной обста-
новки;
3) Океанографические исследования, мониторинг водной среды;
4) Работы военного назначения, включающие, в частности, противоло-
дочную разведку, патрулирование, обеспечение безопасности объек-
тов военной техники, поиск и обезвреживание мин.
Тенденциями развития подводных роботов идет к использованию уни-
версальных робототехнических комплексов, созданных с применением про-
стых, малых и дешевых агрегатов. При этом манипулятор рассматривается как
важнейшая составляющая часть подводного робота.
Подводные манипуляторы представляют часть обширного семейства про-
мышленных роботов. Они устанавливаются на обитаемых и необитаемых
подводных аппаратах, самоподъемных платформах, устьевом оборудовании
морских скважин.
В совокупности манипулятора и подводного аппарата рождается понятие
подводного Аппарата-робота. До 80% обитаемых подводных аппаратов и 50%
необитаемых вооружены, как минимум, одним манипулятором, а значитель-
ная часть их числа имеет по два и больше манипуляторов.
В связи с проблемой автоматизации различных производственных про-
цессов из-за труднодоступности и опасностей для человека решается задача
автоматической ориентации (манипулирования) рабочего органа, изделия или
инструмента. В полной мере это относится к целому ряду работ под водой,
чем и объясняется широкое внедрение манипуляторов в подводную технику и
подводные технологии.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (9 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
4.1 (20 отзывов)
5 (1241 отзыв)
4.8 (105 отзывов)
5 (174 отзыва)
4.6 (30 отзывов)
4.6 (71 отзыв)
4.8 (211 отзывов)
