Разработка конструкции фото-видеослайдера
Объектом проектирования является конструкция фото-видеослайдера. Предметом проектирования являются механизмы наклона и поворота камеры.
Целью работы является разработка и моделирование конструкции механизмов наклона и поворота камеры слайдера, описание их устройства и принципа работы, анализ математической модели поворотного механизма в движении, анализ повторяемости заданных позиций механизмов, изготовление и сборка прототипов механизмов, и разработка управляющего программного обеспечения.
Введение …………………………………………………………………………………………………………………….. 14
1. Информационно-аналитический обзор ………………………………………………………………………. 15
1.1. Описание устройства …………………………………………………………………………………………….. 15
1.2. Сравнительный анализ существующих на рынке решений ……………………………………….. 18
1.3. Устройство и принцип работы механизмов фото-видеослайдера……………………………….. 23
1.3.1 Описание работы устройства ………………………………………………………………………… 23
1.3.2 Устройство и принцип работы поворотного механизма ………………………………….. 25
1.3.3 Устройство и принцип работы наклонного механизма ……………………………………. 31
1.4 Описание работы и устройство сервопривода …………………………………………………………… 35
1.4.1. Описание работы сервопривода …………………………………………………………………… 35
1.4.2. Устройство сервопривода ……………………………………………………………………………. 36
1.4.3. Управление сервоприводом …………………………………………………………………………. 37
1.4.4. Подключение сервопривода к контроллеру …………………………………………………… 38
1.4.5. Характеристики сервопривода …………………………………………………………………….. 39
1.5 Описание работы шагового двигателя ……………………………………………………………………… 40
1.5.1. Конструкция и устройство …………………………………………………………………………… 40
1.5.2. Применение шаговых двигателей…………………………………………………………………. 42
1.5.3. Преимущества и недостатки шаговых двигателей …………………………………………. 43
1.5.4. Режимы управления шаговыми двигателями…………………………………………………. 44
1.5.5. Подключение обмоток биполярного шагового двигателя ……………………………….. 48
1.5.6. Характеристики шагового двигателя ……………………………………………………………. 50
2. Объект проектирования и актуальность разработки …………………………………………………… 52
2.1 Цели проводимой работы ……………………………………………………………………………………….. 52
2.2 Обоснование для разработки …………………………………………………………………………………… 52
2.3 Основное содержание работы………………………………………………………………………………….. 52
3. Расчеты и программирование работы механизмов ……………………………………………………… 53
3.1 Анализ динамики движения поворотного механизма ………………………………………………… 53
3.1.1. Расчетная схема устройства …………………………………………………………………………. 53
3.1.2. Анализ параметров ……………………………………………………………………………………… 53
3.1.3. Составление уравнения ……………………………………………………………………………….. 54
3.1.4. Рассмотрение построенной модели ………………………………………………………………. 55
3.2 Профилирование и изготовление зубчатого шкива для поворотного механизма ………….. 59
3.3 Расчет передаточного отношения ременной передачи поворотного механизма ……………. 62
3.4 Определение точности и повторяемости позиционирования осей наклонного и
поворотного механизмов ……………………………………………………………………………………………… 63
3.5 Программирование механизмов наклона и поворота камеры ……………………………………… 66
3.5.1. Контроллер для управления механизмами …………………………………………………….. 66
3.5.2. Описание среды разработки Arduino IDE ……………………………………………………… 69
3.5.3. Программирование шагового двигателя ……………………………………………………….. 70
3.5.4. Программирование сервопривода ………………………………………………………………… 72
3.6 Беспроводное управление механизмами наклона и поворота камеры ………………………….. 73
3.7 Описание режимов работы механизмов наклона и поворота камеры ………………………….. 75
4. Результаты проектирования ……………………………………………………………………………………… 79
5. Финансовыей менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……………………. 82
5.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………….. 82
5.2 Анализ рынка ………………………………………………………………………………………………………… 83
5.3 Целевая аудитория …………………………………………………………………………………………………. 84
5.4 Конкурентный анализ …………………………………………………………………………………………….. 84
5.5 Технология QuaD …………………………………………………………………………………………………… 86
5.6 SWOT-анализ ………………………………………………………………………………………………………… 89
5.7 Планирование работы …………………………………………………………………………………………….. 92
5.8 Определение ресурсоэффективности проекта …………………………………………………………. 100
5.9 Выводы по разделу……………………………………………………………………………………………….. 102
6. Социальная ответственность …………………………………………………………………………………… 105
6.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………… 105
6.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………………………… 106
6.2.1. Организационные мероприятия по компоновке рабочего места ……………………. 106
6.3 Производственная безопасность…………………………………………………………………………….. 108
6.3.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………………….. 108
6.3.2. Отклонение показателей микроклимата……………………………………………………… 109
6.3.3. Повышенный уровень шума ……………………………………………………………………… 110
6.3.4. Малая освещенность ………………………………………………………………………………… 112
6.3.5. Риск травмирования о движущиеся части слайдера …………………………………….. 113
6.3.6. Возможность получения термического ожога …………………………………………….. 113
6.3.7. Возможность получения удара электрическим током ………………………………….. 114
6.4 Экологическая безопасность …………………………………………………………………………………. 115
6.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………………………….. 116
6.6 Выводы по разделу……………………………………………………………………………………………….. 118
Заключение ……………………………………………………………………………………………………………….. 119
Список используемых истоников ………………………………………………………………………………… 120
Приложение А. Аннотация на алглийском языке ………………………………………………………….. 124
Приложение Б. Блок-схема алгоритма устройства ………………………………………………………… 143
Приложение В. Исходный код управляющей программы ……………………………………………… 145
Приложение Г. Распределение задач между участниками проекта …………………………………. 153
В настоящее время большую популярность получили устройства,
называемые «фото-видеослайдерами». Эти устройства помогают в достижении
различных спецэффектов фото и видео съемки. Благодаря им можно снимать
панорамные видео, получать видеоматериалы для презентации новых продуктов,
снимать любительские и профессиональные видео [1].
Такие эффекты и возможности достигаются с помощью довольно простой
конструкции устройства: оно представляет из себя рельсовую систему, по
которой вдоль рельса с помощью приводов или вручную передвигается каретка,
с установленной на ней камерой. Некоторые виды слайдеров предусматривают
механизмы на каретке, способные вращать камеру вокруг своей оси и наклонять
ее относительно поверхности, на которой располагается устройство. Работа этих
механизмов позволяет достигать фокусировки на одном объекте, слежение за
ним, эффект поворота относительно объекта или проезд мимо него во время
съемки.
Исходя из проведенного в работе анализа моделей, представленных на
рынке, в настоящее время большинство подобных устройств не являются
автоматизированными (моторизированными), а управляются вручную.
Автоматизированные устройства чаще всего выполнены на профессиональном
уровне крупными корпорациями-изготовителями и имеют высокую цену в
сравнении с бытовыми слайдерами, в среднем около 50000 руб. [2]. Исходя из
этого, актуальным становится вопрос о разработке и создании устройства,
оснащенного автоматизированным и простым управлением, имеющим низкую
цену, и позволяющего потребителям получать эффектные и качественные
видеоматериалы.
Исходя из вышесказанного, целью данной работы является рассмотрение
принципа работы узлов слайдера для фото- и видеосъемки, анализ рынка с
представленными моделями, разработка механизмов наклона и поворота
камеры, подготовка для проектирования конструкции этих механизмов с учетом
рассмотренных решений, а также изготовление и сборка механизмов.
В результате выполнения магистерской диссертации был проведен
аналитический обзор и анализ представленных на рынке аналогов,
смоделирована конструкция механизма наклона и механизма поворота камеры
фото-видеослайдера, описано их устройство и принцип работы. Произведены
расчеты параметров проектируемых механизмов, рассмотрены режимы работы
и способы управления движением механизмов.
В ходе выполнения работы на основе построенной принципиальной
схемы был проведен анализ движения поворотного механизма. В результате
анализа были выявлены влияния компонентов друг на друга и выделены
наиболее существенные. Составлена расчетная схема и проведены
эксперименты, результатами которых являются графики, исходя их которых
были подобраны материалы исполнения деталей механизма, определены
параметры модели, коэффициенты упругости и трения между соединениями
компонентов.
В результате проведенного анализа и расчетов были изготовлены
прототипы разработанных механизмов устройства, реализовано программное
обеспечение, отвечающее за работу предусмотренных режимов и выполнена
отладка программного кода на физических прототипах.
В результате проведенной работы на тему «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение», установлено, что разработка
устройства «Фото-видеослайдер» экономична, энергоэффективна,
характеризуется низкой себестоимостью, высокой производительностью труда,
в связи с чем, считаю, данный научно-исследовательский проект
конкурентоспособным. Задачи, поставленные в данном разделе выпускной
квалификационной работы, решены в полном объеме.
В разделе «производственная безопасность» были изучены и
предусмотрены меры по соблюдению различных показателей, оказывающих
влияние на принимающих участие в разработке и проектировании.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (158 отзывов)
4.8 (373 отзыва)
4.6 (30 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
4.9 (37 отзывов)
4.2 (5 отзывов)
4.9 (35 отзывов)
5 (174 отзыва)
