Wiki ТНТУ - Внесок користувача [uk]

Транспортний робот

2014-05-09T16:27:57Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - це програмно-керований механізм із засобами завантаження і розвантаження транспортуючих виробів, автоматично переміщається по програмі управління в межах дільниці, цеху, заводу.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничне шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
[[Файл:01 кт.jpg|200px|thumb|right|Гусеничний транспортний робот]]
[[Файл:02 кт.jpg|200px|thumb|right|Рейковий транспортний робот]]
[[Файл:04 кт.png|200px|thumb|right|Стрічковий конвейєр]]
[[Файл:05 кт.jpg|200px|thumb|right|Маніпулятор для підйомо - транспортних робіт]]
[[Файл:06 кт.jpeg|200px|thumb|right|Пневмоколісна машина для підйомо - транспортних робіт]]

В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Підвісний транспортний робот]]
[[Файл:03 кт.jpg|200px|thumb|right|Монорейковий транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові ;
## підвісні.
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

'''Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:'''
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Управління транспортним роботом ==

Найпростіші транспортні роботи переміщаються по напрямних ( рейках) , а підведення живлення може здійснюватися за гнучким кабелям , від ковзних струмопроводів , від автономних джерел живлення ( акумуляторів). Очевидно , що рейкові візки володіють недостатньою гнучкістю переміщень по різних траєкторіях в межах ГВС у зв'язку зі складністю технічних систем зміни напрямку переміщення.

Для приводу транспортних роботів потрібні електродвигуни з механічною характеристикою, близькою до лінії рівний механічній потужності.

Автоматичне управління переміщенням транспортним роботом вимагає наведення його на необхідну траєкторію переміщення. Використовуються такі основні способи наведення безрейкових транспортних роботів на траєкторію :
*оптичний ;
*індукційний ;
*радіонаведення .

При '''оптичному способі наведення''' управління здійснюється по білій лінії ( смузі) , нанесеної на підлозі цеху . Для цього на візку є пристрій , що висвітлює білу лінію , а приймальний пристрій ( фотоелемент ) , встановлений на візку , здійснює прийом відбитого сигналу , за характером якого здійснюється автоматичне керування переміщення візка.

При '''індукційному способі наведення''' на візку встановлюють індукційні датчики , які сприймають низкочастотное магнітне поле, що розпочинається струмом, що проходить по кабелю , укладеному в підлозі цеху . Сигнали цих датчиків використовуються для управління.

При використанні способу '''радіонаведення''' уздовж траєкторії переміщення візка розташовують передавальну антену , а приймальна антена розташовується на візку.

Як показав досвід використання транспортних роботів , найбільш ефективним є оптичний спосіб наведення .

Для запобігання зміни орієнтації роботів при заході в цех на їх трасах доводиться передбачати додаткові розвороти і тупики. Поступальний рух робота можна отримати одночасним поворотом всіх коліс в одну сторону і на однакові кути. Іноді транспортні роботи встановлюються на два приводних неповоротних колеса і два неприводних флюгерні колеса. При різних швидкостях приводних коліс такий робот повертається щодо свого центру , що забезпечує його високу маневреність.

=== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ===
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

===Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням ===

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно - транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Джерела та література ==

1. Вороненко, В.П. Проектирование производственных систем в машиностроении: Учеб. пособие / В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе, А.И. Пульбере. Тирасполь: РИО ПГУ, 2001. 349 с.

2. Соломенцев, Ю.М. Управление гибкими производственными системами / Ю.М. Соломенцев, В.Л. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1988. 350 с.

3. Митрофанов, С.П. Технологическая подготовка гибких производственных систем / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н. Миляев, Б.С. Падун; Под ред. С.П. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1987. 352 с.

4. "Роботизированние технологічні комплекси в ДПС" М. М.Довбня, А. М. Кондратьєв, Є. І. Юревич, 2000 р.

5."Робототехнические комплекси" Під редакцією Б.І.Черпакова, 2002 р.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot
#http://5fan.ru/wievjob.php?id=43533

Транспортний робот

2014-05-09T16:14:15Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - це програмно-керований механізм із засобами завантаження і розвантаження транспортуючих виробів, автоматично переміщається по програмі управління в межах дільниці, цеху, заводу.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничне шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
[[Файл:01 кт.jpg|200px|thumb|right|Гусеничний транспортний робот]]
[[Файл:02 кт.jpg|200px|thumb|right|Рейковий транспортний робот]]
[[Файл:04 кт.png|200px|thumb|right|Стрічковий конвейєр]]
[[Файл:05 кт.jpg|200px|thumb|right|Маніпулятор для підйомо - транспортних робіт]]
[[Файл:06 кт.jpeg|200px|thumb|right|Пневмоколісна машина для підйомо - транспортних робіт]]

В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Підвісний транспортний робот]]
[[Файл:03 кт.jpg|200px|thumb|right|Монорейковий транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові ;
## підвісні.
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Управління транспортним роботом ==

Найпростіші транспортні роботи переміщаються по напрямних ( рейках) , а підведення живлення може здійснюватися за гнучким кабелям , від ковзних струмопроводів , від автономних джерел живлення ( акумуляторів). Очевидно , що рейкові візки володіють недостатньою гнучкістю переміщень по різних траєкторіях в межах ГВС у зв'язку зі складністю технічних систем зміни напрямку переміщення.

Для приводу транспортних роботів потрібні електродвигуни з механічною характеристикою, близькою до лінії рівний механічній потужності.

Автоматичне управління переміщенням транспортним роботом вимагає наведення його на необхідну траєкторію переміщення. Використовуються такі основні способи наведення безрейкових транспортних роботів на траєкторію :
*оптичний ;
*індукційний ;
*радіонаведення .

При '''оптичному способі наведення''' управління здійснюється по білій лінії ( смузі) , нанесеної на підлозі цеху . Для цього на візку є пристрій , що висвітлює білу лінію , а приймальний пристрій ( фотоелемент ) , встановлений на візку , здійснює прийом відбитого сигналу , за характером якого здійснюється автоматичне керування переміщення візка.

При '''індукційному способі наведення''' на візку встановлюють індукційні датчики , які сприймають низкочастотное магнітне поле, що розпочинається струмом, що проходить по кабелю , укладеному в підлозі цеху . Сигнали цих датчиків використовуються для управління.

При використанні способу '''радіонаведення''' уздовж траєкторії переміщення візка розташовують передавальну антену , а приймальна антена розташовується на візку.

Як показав досвід використання транспортних роботів , найбільш ефективним є оптичний спосіб наведення .

Для запобігання зміни орієнтації роботів при заході в цех на їх трасах доводиться передбачати додаткові розвороти і тупики. Поступальний рух робота можна отримати одночасним поворотом всіх коліс в одну сторону і на однакові кути. Іноді транспортні роботи встановлюються на два приводних неповоротних колеса і два неприводних флюгерні колеса. При різних швидкостях приводних коліс такий робот повертається щодо свого центру , що забезпечує його високу маневреність.

=== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ===
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

===Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням ===

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно - транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Джерела та література ==

1. Вороненко, В.П. Проектирование производственных систем в машиностроении: Учеб. пособие / В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе, А.И. Пульбере. Тирасполь: РИО ПГУ, 2001. 349 с.

2. Соломенцев, Ю.М. Управление гибкими производственными системами / Ю.М. Соломенцев, В.Л. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1988. 350 с.

3. Митрофанов, С.П. Технологическая подготовка гибких производственных систем / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н. Миляев, Б.С. Падун; Под ред. С.П. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1987. 352 с.

4. "Роботизированние технологічні комплекси в ДПС" М. М.Довбня, А. М. Кондратьєв, Є. І. Юревич, 2000 р.

5."Робототехнические комплекси" Під редакцією Б.І.Черпакова, 2002 р.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot
#http://5fan.ru/wievjob.php?id=43533

Транспортний робот

2014-05-09T16:07:52Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - це програмно-керований механізм із засобами завантаження і розвантаження транспортуючих виробів, автоматично переміщається по програмі управління в межах дільниці, цеху, заводу.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничне шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
[[Файл:01 кт.jpg|200px|thumb|right|Гусеничний транспортний робот]]
[[Файл:02 кт.jpg|200px|thumb|right|Рейковий транспортний робот]]
[[Файл:04 кт.png|200px|thumb|right|Стрічковий конвейєр]]
[[Файл:05 кт.jpg|200px|thumb|right|Маніпулятор для підйомо - транспортних робіт]]
[[Файл:06 кт.jpeg|200px|thumb|right|Пневмоколісна машина для підйомо - транспортних робіт]]

В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Підвісний транспортний робот]]
[[Файл:03 кт.jpg|200px|thumb|right|Монорейковий транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові ;
## підвісні.
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Управління транспортним роботом ==

Найпростіші транспортні роботи переміщаються по напрямних ( рейках) , а підведення живлення може здійснюватися за гнучким кабелям , від ковзних струмопроводів , від автономних джерел живлення ( акумуляторів). Очевидно , що рейкові візки володіють недостатньою гнучкістю переміщень по різних траєкторіях в межах ГВС у зв'язку зі складністю технічних систем зміни напрямку переміщення.

Для приводу транспортних роботів потрібні електродвигуни з механічною характеристикою, близькою до лінії рівний механічній потужності.

Автоматичне управління переміщенням транспортним роботом вимагає наведення його на необхідну траєкторію переміщення. Використовуються такі основні способи наведення безрейкових транспортних роботів на траєкторію :
*оптичний ;
*індукційний ;
*радіонаведення .

При '''оптичному способі наведення''' управління здійснюється по білій лінії ( смузі) , нанесеної на підлозі цеху . Для цього на візку є пристрій , що висвітлює білу лінію , а приймальний пристрій ( фотоелемент ) , встановлений на візку , здійснює прийом відбитого сигналу , за характером якого здійснюється автоматичне керування переміщення візка.

При '''індукційному способі наведення''' на візку встановлюють індукційні датчики , які сприймають низкочастотное магнітне поле, що розпочинається струмом, що проходить по кабелю , укладеному в підлозі цеху . Сигнали цих датчиків використовуються для управління.

При використанні способу '''радіонаведення''' уздовж траєкторії переміщення візка розташовують передавальну антену , а приймальна антена розташовується на візку.

Як показав досвід використання транспортних роботів , найбільш ефективним є оптичний спосіб наведення .

Для запобігання зміни орієнтації роботів при заході в цех на їх трасах доводиться передбачати додаткові розвороти і тупики. Поступальний рух робота можна отримати одночасним поворотом всіх коліс в одну сторону і на однакові кути. Іноді транспортні роботи встановлюються на два приводних неповоротних колеса і два неприводних флюгерні колеса. При різних швидкостях приводних коліс такий робот повертається щодо свого центру , що забезпечує його високу маневреність.

=== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ===
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

===Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням ===

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно - транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Джерела та література ==

1. Вороненко, В.П. Проектирование производственных систем в машиностроении: Учеб. пособие / В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе, А.И. Пульбере. Тирасполь: РИО ПГУ, 2001. 349 с.

2. Соломенцев, Ю.М. Управление гибкими производственными системами / Ю.М. Соломенцев, В.Л. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1988. 350 с.

3. Митрофанов, С.П. Технологическая подготовка гибких производственных систем / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н. Миляев, Б.С. Падун; Под ред. С.П. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1987. 352 с.

4. "Роботизированние технологічні комплекси в ДПС" М. М.Довбня, А. М. Кондратьєв, Є. І. Юревич, 2000 р.

5."Робототехнические комплекси" Під редакцією Б.І.Черпакова, 2002 р.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot

Транспортний робот

2014-05-09T16:00:01Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - це програмно-керована машина із засобами завантаження і розвантаження транспортуючих виробів, автоматично переміщається по програмі управління в межах дільниці, цеху, заводу.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничне шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
[[Файл:01 кт.jpg|200px|thumb|right|Гусеничний транспортний робот]]
[[Файл:02 кт.jpg|200px|thumb|right|Рейковий транспортний робот]]
[[Файл:04 кт.png|200px|thumb|right|Стрічковий конвейєр]]
[[Файл:05 кт.jpg|200px|thumb|right|Маніпулятор для підйомо - транспортних робіт]]
[[Файл:06 кт.jpeg|200px|thumb|right|Пневмоколісна машина для підйомо - транспортних робіт]]

В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Підвісний транспортний робот]]
[[Файл:03 кт.jpg|200px|thumb|right|Монорейковий транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові (рейкові та безрейкові ) ;
## підвісні (монорейкові, консольно - кранові, портальні ).
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Управління транспортним роботом ==

Найпростіші транспортні роботи переміщаються по напрямних ( рейках) , а підведення живлення може здійснюватися за гнучким кабелям , від ковзних струмопроводів , від автономних джерел живлення ( акумуляторів). Очевидно , що рейкові візки володіють недостатньою гнучкістю переміщень по різних траєкторіях в межах ГВС у зв'язку зі складністю технічних систем зміни напрямку переміщення.

Для приводу транспортних роботів потрібні електродвигуни з механічною характеристикою, близькою до лінії рівний механічній потужності.

Автоматичне управління переміщенням транспортним роботом вимагає наведення його на необхідну траєкторію переміщення. Використовуються такі основні способи наведення безрейкових транспортних роботів на траєкторію :
*оптичний ;
*індукційний ;
*радіонаведення .

При '''оптичному способі наведення''' управління здійснюється по білій лінії ( смузі) , нанесеної на підлозі цеху . Для цього на візку є пристрій , що висвітлює білу лінію , а приймальний пристрій ( фотоелемент ) , встановлений на візку , здійснює прийом відбитого сигналу , за характером якого здійснюється автоматичне керування переміщення візка.

При '''індукційному способі наведення''' на візку встановлюють індукційні датчики , які сприймають низкочастотное магнітне поле, що розпочинається струмом, що проходить по кабелю , укладеному в підлозі цеху . Сигнали цих датчиків використовуються для управління.

При використанні способу '''радіонаведення''' уздовж траєкторії переміщення візка розташовують передавальну антену , а приймальна антена розташовується на візку.

Як показав досвід використання транспортних роботів , найбільш ефективним є оптичний спосіб наведення .

Для запобігання зміни орієнтації роботів при заході в цех на їх трасах доводиться передбачати додаткові розвороти і тупики. Поступальний рух робота можна отримати одночасним поворотом всіх коліс в одну сторону і на однакові кути. Іноді транспортні роботи встановлюються на два приводних неповоротних колеса і два неприводних флюгерні колеса. При різних швидкостях приводних коліс такий робот повертається щодо свого центру , що забезпечує його високу маневреність.

=== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ===
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

===Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням ===

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно - транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Джерела та література ==

1. Вороненко, В.П. Проектирование производственных систем в машиностроении: Учеб. пособие / В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе, А.И. Пульбере. Тирасполь: РИО ПГУ, 2001. 349 с.

2. Соломенцев, Ю.М. Управление гибкими производственными системами / Ю.М. Соломенцев, В.Л. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1988. 350 с.

3. Митрофанов, С.П. Технологическая подготовка гибких производственных систем / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н. Миляев, Б.С. Падун; Под ред. С.П. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1987. 352 с.

4. "Роботизированние технологічні комплекси в ДПС" М. М.Довбня, А. М. Кондратьєв, Є. І. Юревич, 2000 р.

5."Робототехнические комплекси" Під редакцією Б.І.Черпакова, 2002 р.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot

Транспортний робот

2014-05-09T15:54:40Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - це програмно-керована машина із засобами завантаження і розвантаження транспортуючих виробів, автоматично переміщається по програмі управління в межах дільниці, цеху, заводу.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничне шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
[[Файл:01 кт.jpg|200px|thumb|right|Гусеничний транспортний робот]]
[[Файл:02 кт.jpg|200px|thumb|right|Рейковий транспортний робот]]
[[Файл:04 кт.png|200px|thumb|right|Стрічковий конвейєр]]
[[Файл:05 кт.jpg|200px|thumb|right|Маніпулятор для підйомо - транспортних робіт]]
[[Файл:06 кт.jpeg|200px|thumb|right|Пневмоколісна машина для підйомо - транспортних робіт]]

В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Підвісний транспортний робот]]
[[Файл:03 кт.jpg|200px|thumb|right|Монорейковий транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові (рейкові та безрейкові ) ;
## підвісні (монорейкові, консольно - кранові, портальні ).
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Управління транспортним роботом ==

Найпростіші транспортні роботи переміщаються по напрямних ( рейках) , а підведення живлення може здійснюватися за гнучким кабелям , від ковзних струмопроводів , від автономних джерел живлення ( акумуляторів). Очевидно , що рейкові візки володіють недостатньою гнучкістю переміщень по різних траєкторіях в межах ГВС у зв'язку зі складністю технічних систем зміни напрямку переміщення.

Для приводу транспортних роботів потрібні електродвигуни з механічною характеристикою, близькою до лінії рівний механічній потужності.

Автоматичне управління переміщенням транспортним роботом вимагає наведення його на необхідну траєкторію переміщення. Використовуються такі основні способи наведення безрейкових транспортних роботів на траєкторію :
*оптичний ;
*індукційний ;
*радіонаведення .

При '''оптичному способі наведення''' управління здійснюється по білій лінії ( смузі) , нанесеної на підлозі цеху . Для цього на візку є пристрій , що висвітлює білу лінію , а приймальний пристрій ( фотоелемент ) , встановлений на візку , здійснює прийом відбитого сигналу , за характером якого здійснюється автоматичне керування переміщення візка.

При '''індукційному способі наведення''' на візку встановлюють індукційні датчики , які сприймають низкочастотное магнітне поле, що розпочинається струмом, що проходить по кабелю , укладеному в підлозі цеху . Сигнали цих датчиків використовуються для управління.

При використанні способу '''радіонаведення''' уздовж траєкторії переміщення візка розташовують передавальну антену , а приймальна антена розташовується на візку.

Як показав досвід використання транспортних роботів , найбільш ефективним є оптичний спосіб наведення .

Для запобігання зміни орієнтації роботів при заході в цех на їх трасах доводиться передбачати додаткові розвороти і тупики. Поступальний рух робота можна отримати одночасним поворотом всіх коліс в одну сторону і на однакові кути. Іноді транспортні роботи встановлюються на два приводних неповоротних колеса і два неприводних флюгерні колеса. При різних швидкостях приводних коліс такий робот повертається щодо свого центру , що забезпечує його високу маневреність.

=== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ===
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

===Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням ===

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно - транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Джерела та література ==

1. Вороненко, В.П. Проектирование производственных систем в машиностроении: Учеб. пособие / В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе, А.И. Пульбере. Тирасполь: РИО ПГУ, 2001. 349 с.

2. Соломенцев, Ю.М. Управление гибкими производственными системами / Ю.М. Соломенцев, В.Л. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1988. 350 с.

3. Митрофанов, С.П. Технологическая подготовка гибких производственных систем / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н. Миляев, Б.С. Падун; Под ред. С.П. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1987. 352 с.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot

Файл:06 кт.jpeg

2014-05-09T15:50:53Z

Дідич Ірина:

Файл:05 кт.jpg

2014-05-09T15:32:54Z

Дідич Ірина:

Файл:04 кт.png

2014-05-09T15:27:46Z

Дідич Ірина:

Файл:03 кт.jpg

2014-05-09T15:15:40Z

Дідич Ірина:

Файл:02 кт.jpg

2014-05-09T15:00:57Z

Дідич Ірина:

Файл:01 кт.jpg

2014-05-09T14:52:21Z

Дідич Ірина:

Транспортний робот

2014-05-09T14:34:28Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - це програмно-керована машина із засобами завантаження і розвантаження транспортуючих виробів, автоматично переміщається по програмі управління в межах дільниці, цеху, заводу.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничне шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові ;
## наземні ;
## підвісні .
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Управління транспортним роботом ==

Найпростіші транспортні роботи переміщаються по напрямних ( рейках) , а підведення живлення може здійснюватися за гнучким кабелям , від ковзних струмопроводів , від автономних джерел живлення ( акумуляторів). Очевидно , що рейкові візки володіють недостатньою гнучкістю переміщень по різних траєкторіях в межах ГВС у зв'язку зі складністю технічних систем зміни напрямку переміщення.

Для приводу транспортних роботів потрібні електродвигуни з механічною характеристикою, близькою до лінії рівний механічній потужності.

Автоматичне управління переміщенням транспортним роботом вимагає наведення його на необхідну траєкторію переміщення. Використовуються такі основні способи наведення безрейкових транспортних роботів на траєкторію :
*оптичний ;
*індукційний ;
*радіонаведення .

При '''оптичному способі наведення''' управління здійснюється по білій лінії ( смузі) , нанесеної на підлозі цеху . Для цього на візку є пристрій , що висвітлює білу лінію , а приймальний пристрій ( фотоелемент ) , встановлений на візку , здійснює прийом відбитого сигналу , за характером якого здійснюється автоматичне керування переміщення візка.

При '''індукційному способі наведення''' на візку встановлюють індукційні датчики , які сприймають низкочастотное магнітне поле, що розпочинається струмом, що проходить по кабелю , укладеному в підлозі цеху . Сигнали цих датчиків використовуються для управління.

При використанні способу '''радіонаведення''' уздовж траєкторії переміщення візка розташовують передавальну антену , а приймальна антена розташовується на візку.

Як показав досвід використання транспортних роботів , найбільш ефективним є оптичний спосіб наведення .

Для запобігання зміни орієнтації роботів при заході в цех на їх трасах доводиться передбачати додаткові розвороти і тупики. Поступальний рух робота можна отримати одночасним поворотом всіх коліс в одну сторону і на однакові кути. Іноді транспортні роботи встановлюються на два приводних неповоротних колеса і два неприводних флюгерні колеса. При різних швидкостях приводних коліс такий робот повертається щодо свого центру , що забезпечує його високу маневреність.

=== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ===
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

===Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням ===

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно - транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Джерела та література ==

1. Вороненко, В.П. Проектирование производственных систем в машиностроении: Учеб. пособие / В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе, А.И. Пульбере. Тирасполь: РИО ПГУ, 2001. 349 с.

2. Соломенцев, Ю.М. Управление гибкими производственными системами / Ю.М. Соломенцев, В.Л. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1988. 350 с.

3. Митрофанов, С.П. Технологическая подготовка гибких производственных систем / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н. Миляев, Б.С. Падун; Под ред. С.П. Митрофанова. М.: Машиностроение, 1987. 352 с.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot

Транспортний робот

2014-05-09T14:11:03Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - це програмно-керована машина із засобами завантаження і розвантаження транспортуючих виробів, автоматично переміщається по програмі управління в межах дільниці, цеху, заводу.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничне шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові ;
## наземні ;
## підвісні .
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Управління транспортним роботом ==

Найпростіші транспортні роботи переміщаються по напрямних ( рейках) , а підведення живлення може здійснюватися за гнучким кабелям , від ковзних струмопроводів , від автономних джерел живлення ( акумуляторів). Очевидно , що рейкові візки володіють недостатньою гнучкістю переміщень по різних траєкторіях в межах ГВС у зв'язку зі складністю технічних систем зміни напрямку переміщення.

Для приводу транспортних роботів потрібні електродвигуни з механічною характеристикою, близькою до лінії рівний механічній потужності.

Автоматичне управління переміщенням транспортним роботом вимагає наведення його на необхідну траєкторію переміщення. Використовуються такі основні способи наведення безрейкових транспортних роботів на траєкторію :
*оптичний ;
*індукційний ;
*радіонаведення .

При '''оптичному способі наведення''' управління здійснюється по білій лінії ( смузі) , нанесеної на підлозі цеху . Для цього на візку є пристрій , що висвітлює білу лінію , а приймальний пристрій ( фотоелемент ) , встановлений на візку , здійснює прийом відбитого сигналу , за характером якого здійснюється автоматичне керування переміщення візка.

При '''індукційному способі наведення''' на візку встановлюють індукційні датчики , які сприймають низкочастотное магнітне поле, що розпочинається струмом, що проходить по кабелю , укладеному в підлозі цеху . Сигнали цих датчиків використовуються для управління.

При використанні способу '''радіонаведення''' уздовж траєкторії переміщення візка розташовують передавальну антену , а приймальна антена розташовується на візку.

Як показав досвід використання транспортних роботів , найбільш ефективним є оптичний спосіб наведення .

== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ==
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

''' Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням '''

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно - транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot

Транспортний робот

2014-05-05T20:36:33Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - являє собою самохідну машину з автоматичним управлінням.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничне шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові ;
## наземні ;
## підвісні .
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ==
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

''' Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням '''

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно - транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot

Робоча конструкторська документація

2014-05-05T20:24:46Z

Дідич Ірина:

'''Робоча конструкторська документація або Робочий проект''' — це:
*завершальна стадія проектно-конструкторських робіт і займає найбільшу частину часу у загальному їх обсязі. Робоча конструкторська документація на вироби розробляється у відповідності із затвердженим технічним проектом і вміщує в себе дані, які необхідні для виготовлення промислового зразка нового виробу в умовах конкретного виробництва.
*частина конструкторської документації, розроблена на основі технічного проекту зразка після його затвердження, що включає робочі креслення деталей зразка із зазначенням параметрів, згідно з якими здійснюється виготовлення, проводяться випробування, експлуатація та ремонт зразка.
*сукупність конструкторських документів, що містять дані про розробки, виготовлення, контролю, приймання, експлуатації та ремонту виробу. Порядок розробки, оформлення та обіг конструкторської документації встановлений комплексом державних стандартів (ЄСКД), яка застосовується з 1971 р. для зниження вартості та скорочення строків конструкторської підготовки. ЄСКД (єдина система конструкторської документації).
Розробкою робочої конструкторської документації зображується продукт розумової діяльності конструктора, який предметно ще не існує і є необхідний для матеріального втілення машини, яка проектується.

== Розроблення робочої конструкторської документації для виготовлення дослідного зразка ==

У загальному випадку етап передбачає виконання таких робіт:
#розроблення конструкторської документації (КД) для виготовлення і випробувань дослідного зразка, засобів технологічного оснащення і контрольно-вимірювальної апаратури; ДСТУ 3974-2000
#повне комплектування розробленої документації;
#необхідні електричні розрахунки і розрахунки міцності;
#складання комплекту карт оцінки правильності застосування виробів;
#розроблення переліку продукції, що підлягає вхідному контролю і методики перевірки;
#забезпечення технологічності конструкції, точності виготовлення продукції та її складових частин;
#розроблення проектів технічних умов (ТУ) на продукцію та її складові частини;
#розроблення маршрутно-поопераційних карт, технологічних процесів на складні деталі,
складальні одиниці для забезпечення заданої у технічному завданні (ТЗ) трудомісткості та передачу їх виробнику для організації серійного виробництва;
# розроблення програм, алгоритмів і тестів, що необхідні для випробування і опрацювання
виробу, який входить до автоматизованих систем;
# уточнення норм витрат комплектувальних виробів і матеріалів.

== Cклад робочої конструкторської документації ==

До складу робочої конструкторської документації можуть входити:

#складальний кресленик (СБ);
#специфікація (без коду);
#кресленики деталей (без коду);
#габаритний кресленик (код документу ГЧ);
#електромонтажний кресленик (М^);
#монтажний кресленик (МЧ);
#пояснювальна записка (П3);
#технічні умови (ТУ);
#розрахунок (РР);
#інструкція (И1, И2,..);
#схеми по ГОСТ 2.701-84:
#схема електрична принципова (Е3);
#схема гідравлічна принципова (Г3);
#схема пневматична принципова (П3).

== Розроблення робоча конструкторська документації ==

Робоча конструкторська документація розробляється протягом декількох послідовних трьх етапів, а саме:

#розробка конструкторської документації на дослідний зразок (або дослідну партію виробів);
#розробка конструкторської документації на установчу серію виробів;
#розробка конструкторської документації для серійного або масового виробництва виробів.

*Перший рівень робочого проектування виконується у три, а іноді й у п'ять етапів.
##На першому етані розробляють конструкторську документацію для виготовлення дослідної партії. Одночасно визначають можливість одержання від постачальників деяких деталей і вузлів, блоків (комплектуючих). Всю документацію передають в експериментальний цех для виготовлення нею дослідної партії (дослідного зразка).
##На другому етапі здійснюють виготовлення і заводські випробування дослідної партії. Як правило, проводить заводські, механічні, електричні, кліматичні й інші випробування.
##Третій етап полягає у коригуванні технічної документації за результатами заводських випробувань дослідних зразків.
##Якщо виріб проходить державні випробування (четвертий етап), то в процесі цих випробувань уточнюються параметри і показники виробу в реальних умовах експлуатації, виявляються всі недоліки, що згодом усуваються.
##П'ятий етап складається в коригуванні документації за результатами державних випробувань і узгодженні з технологами питань, що стосуються класів жорсткості, точності, допусків і посадок.

*Другий рівень робочого проектування виконується у два стани.

##На першому стані в основних цехах заводу виготовляють дослідну серію виробів, що потім проходить тривалі випробування в реальних умовах експлуатації, де уточнюють стійкість, довговічність окремих деталей і вузлів виробу, намічають шляхи їх підвищення. Запускові дослідних серій передує, як правило, технологічна підготовка виробництва.
##На другому етапі роблять коригування конструкторської документації за результатами виготовлення, випробування й оснащення технологічних процесів виготовлення виробів спеціальним оснащенням. Одночасно з цим коригують технологічну документацію.

*Третій рівень робочого проектування виконується в два етапи.

##На першому стані здійснюють виготовлення й випробування головної або контрольної серії виробів, на основі якої роблять остаточне відпрацьовування і вивірення технологічних процесів і технологічного оснащення, коригування технологічної документації, креслень, а також нормативів витрат матеріалів і робочого часу.
##На другому етапі остаточно коригують конструкторську документацію.
Такий, на перший погляд, громіздкий порядок здійснення конструкторської підготовки виробництва в масовому або крупносерійному виробництві дає великий економічний ефект. За рахунок ретельного відпрацьовування конструкції виробу і його окремих частин забезпечуються максимальна технологічність у виробництві, надійність і ремонтопридатність в експлуатації.
Коло робіт, виконуваних на стадіях, може відрізнятися від розглянутого вище залежно від типу виробництва, складності виробу, ступеня уніфікації* рівня кооперування та інших факторів.

==Посилання==

http://techtrend.com.ua/index.php?newsid=11396
http://science.crimea.edu/norm_doc/statdart/132_DSTU3974.pdf
http://pidruchniki.ws/11050519/ekonomika/organizatsiya_doslidno-konstruktorskih_ro
http://lib.lntu.info/book/mbf/sgm/2010/10-164/page15.html

Транспортний робот

2014-05-04T11:07:15Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - являє собою самохідну машину з автоматичним управлінням.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничному шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

[[Файл:7 кт.png|200px|thumb|right|Транспортний робот]]
Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові ;
## наземні ;
## підвісні .
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управлінням .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формуються під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ==
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

''' Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням '''

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно -транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot

Файл:7 кт.png

2014-05-04T11:00:36Z

Дідич Ірина:

Транспортний робот

2014-05-04T10:59:57Z

Дідич Ірина:

'''Транспортний робот''' - являє собою самохідну машину з автоматичним управлінням.

В якості рухової системи робота зазвичай виступає колісне або гусеничному шасі разом з вбудованими тяговими і кермовим приводами. Система управління, використовуючи сигнали зворотного зв'язку про фактичне становище і орієнтації робота, виробляє такі управляючі на тягові і кермові приводи, при обробці яких робот рухається по заданій трасі з необхідною швидкістю.

== Структура промислових роботів ==

#Механічна система (маніпулятор) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об'єкта в просторі;
#Система програмного керування (ЕОМ);
#Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування промислові роботи поділяються на покоління:
#Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Тобто програма їх дії містить повний набір інформації , що не змінюється в процесі роботи і не коригується при зміні зовнішнього середовища . Вони широко застосовуються в машинобудуванні.
#Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коригувати керуючу програму відповідно з інформацією , полученою в процесі роботи.

== Класифікація гнучких автоматизованих транспортних засобів ==

[[Файл:12 кт.jpg|200px|thumb|right|Спеціалізований транспортний робот]]
В якості транспортно-завантажувальних пристроїв в автоматизованому виробництві широкого поширення набули промислові роботи і маніпулятори. Промисловий робот - це перепрограмувальний автоматичний маніпулятор промислового застосування.

Характерними ознаками промислового робота є:
*автоматичне керування;
*здатність до швидкого і відносно легкому перепрограмуванню (зміні послідовності, системи і змісту команд);
*здатність до виконання трудових дій.

Транспорті роботи класифікують:

# За місцем переміщення вантажів:
## на підлогові ;
## наземні ;
## підвісні .
# За способом переміщення вантажів:
## транспортують вантаж захватом маніпулятора ;
## буксируючі транспортні засоби з вантажем і переміщують вантаж без захоплення .
# За функціональними можливостями:
## виконують тільки одну операцію , зв'язану з переміщенням вантажу ;
## виконують декілька операцій (переміщення , завантаження , вивантаження і т.п.) .
# За типом ходового пристрою:
## пневмоколісні ;
## на рейковому ходу ;
## гусеничні та крокуючі .
# За способом управління:
## з ручною системою ;
## автономні ;
## працюючі по зовнішніх сигналам ;
## з комбінованою системою .

У першому випадку параметри траєкторії руху вантажу вибирають оператори , система робота реалізує і підтримує їх значення.

У другому випадку зазначення параметрів руху робота здійснюється повністю його автономною системою автоматичним управління .

У третьому - всі параметри руху (швидкість , шлях , зупинка і ін. ) формується під впливом зовнішніх сигналів, які передаються безконтактним способом. Система управління робота побудована на комбінованих способах завдання програми , забезпечує розшифровку цих сигналів і вироблення команд на виконання .

Підлогові транспортні роботи можуть бути рейковими і безрейковими, а підвісні - монорейковими, консольно-крановими і портальними. Роботи вертикального переміщення можуть бути з дискретним і безперервним рухом.

Підлогові безрейкові транспортні роботи забезпечують:
*значне зниження капіталовкладень на монтаж траси ;
*усунення захаращення виробничих площ стаціонарними транспортними пристроями ;
*економію виробничих площ внаслідок суміщення трас роботів з внутрішньоцехових проїздами та проходами ;
*оптимальний розподіл вантажопотоків завдяки простоті трас і можливості зміни маршрутних схем і парку робот - машин при перебудові виробництва або збільшенні випуску продукції;
*простоту взаємодії з допоміжним технологічним обладнанням на робочих місцях.

Але потрібно, щоб траса була чистою.

Оскільки промислові транспортні роботи функціонують у виробничій обстановці, де обладнання ГАВ часто виступає як перешкода, виникає необхідність попередньої прокладки безпечного маршруту транспортування вантажів з метою запобігання зіткнень.

== Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення ==
[[Файл:13 кт.png|200px|thumb|right|Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення
1 - приймальні котушки; 2 - електродвигуни; 3 - ведучі колеса; 4 - бортова система управління; 5 - кабель наведення]]

Будова транспортного засобу зображена на рисунку.

Якщо, наприклад, траса йде вправо, як це показано на рисунку, то напруга індукована в правій котушці, буде більшою, ніж напруга у лівій котушці. Система управління в цьому випадку виробляє регулювання таким чином, щоб кутова швидкість правого електродвигуна ( а відповідно і правого колеса ) зменшувалась. При цьому кутова швидність обертання лівого електродвигуна залишається заданою.

Точність відсліджування траси істотно залежить від вибору структури та параметрів закону регулювання кутової швидкості, реалізованої системою автоматичного управління. Для покращення якості управління в недетермінованих умовах закон регулювання повинен бути доповнений алгоритмом адаптації кофіцієнтів посилення в каналах зворотнього зв'язку.

Безпека роботи транспортного робота забезпечується за допомогою переднього і заднього бамперів . При зіткненні бампера з перешкодою робот відразу ж зупиняється. Термінова зупинка передбачена також при значному відхиленні робота від траси , при перевищенні заданої швидкості руху , при зниженні напруги акумуляторних батарей і при перевантаженні приводів. Для попередження людини про наближення робота на ньому встановлюється автомобільна стереофонічна система , яка програє певну мелодію при русі робота .

''' Недолік транспортних роботів з індукційним самонаведенням '''

Головним недоліком транспортних роботів з індукційним самонаведенням є необхідність попередньої прокладки струмопровідного кабелю вздовж траси руху. В умовах ГАВ технологічні маршрути і пов'язані з ними траси для транспортування вантажів часто змінюються . Тому на практиці не вдається , як правило , заздалегідь розрахувати і прокласти всі траси , потреба в яких може виникнути в майбутньому. Водночас перекладка кабелю наведення при зміні траси трудомістка і вимагає втручання людини. Все це знижує продуктивність і автономність ГАВ .

== Призначення транспортних роботів ==

Транспортні роботи призначені для автоматизованого транспортування об'єктів , а також для управління різними транспортними системами . Дослідження і розробки по створенню транспортних роботів інтенсивно ведуться в усьому світі. При цьому виділяються чотири принципово різних типи - наземні , повітреплаваючі , водоплавні і підземні . Теорія і практика трьох останніх типів досягли ще в цілому того рівня , щоб говорити про них сьогодні як про загальні реальності.

Практичний розвиток отримали нині наземні транспортні роботи , які можуть бути колісними , крокуючими і гусеничними . Найбільший розвиток і поширення в даний час отримали колісні транспортні роботи , використовувані досить широко в промислових автоматизованих транспортно - складських системах і гнучких автоматизованих виробництвах у вигляді мобільних автоматичних кранів , автоматичних керованих візків ( АУТ ) , робокар та ін , що оснащуються в багатьох випадках різними маніпуляційними пристроями. У найпростішому вигляді такі роботи йдуть по рейках або за маршрутом над кабелем , прокладеним під поверхнею підлоги. Генератор частоти , подаючи струм по кабелю , створює магнітне поле , яке вловлюється двома датчиками приймального пристрою візка , напрямними її по необхідному маршруту. У більш складному варіанті візок обладнується автономною керуючої ЕОМ .

== Розширення функціональних можливостей ==

Для розширення функціональних можливостей транспортних роботів на їх борту іноді встановлюється один або декілька маніпуляторів. У результаті виходять комбіновані маніпуляціонно - транспортні роботи , які можуть не тільки транспортувати вантажі , але й самостійно завантажуватися і розвантажуватися , а також маніпулювати вантажами. Розробка таких універсальних роботів для ГАВ становить інтерес з різних точок зору.

У маніпуляційно -транспортних роботах сконцентровані багато проблем механіки , теорії адаптивного управління , навігації та штучного інтелекту.

'''З точки зору механіки''' рухова система цих роботів являє собою комплекс виконавчих механізмів з голономних і неголономними зв'язками , що дозволяє автоматизувати широкий спектр ручних і транспортних операцій .

'''З позицій теорії управління''' ці роботи є складною багатовимірною системою , активно взаємодіють із зовнішнім середовищем. Організація автономного функціонування таких роботів в змінній виробничій обстановці неможлива без розвиненої інформаційно- навігаційної системи і пов'язаної з нею адаптивної системи управління .

Нарешті , '''з точки зору теорії штучного інтелекту''' маніпуляційно - транспортні роботи цікаві тим , що вони функціонують в змінних умовах , де частина обладнання ГАВ грає роль перешкод , а об'єкти маніпулювання і вантажі , що підлягають транспортуванню , можуть мати довільне розташування та орієнтацію. Тому виникає необхідність надати адаптивній системі управління такі інтелектуальні функції , як розпізнавання об'єктів , аналіз обстановки , формування понять і моделювання навколишнього середовища.

== Переваги ==

Промислові роботи зарекомендували себе як гнучкі автоматизовані засоби реалізації внутрішньоцехових і міжопераційних матеріальних зв'язків, що володіють цілим рядом переваг в порівнянні з іншими пристроями:
*малі габаритні розміри рухомого органу;
*великий діапазон регулювання швидкості переміщення;
*автоматичні переміщення;
*повне вивільнення проїздів після проходження транспортного робота для транспорту інших видів;
*автономність.

== Посилання ==

#http://www.ngpedia.ru/id402703p1.html
#http://ru.wikipedia.org/wiki/Транспортный_робот
#http://robotechnicas.ru
#http://stroy-spravka.ru/transportnyi-robot

Транспортний робот

2014-05-03T22:22:35Z

Дідич Ірина: /* Принцип управління транспортним роботом з інформаційною системою наведення */

Транспортний робот

2014-05-03T22:14:41Z

Дідич Ірина:

Файл:13 кт.png

2014-05-03T21:43:50Z

Дідич Ірина:

Транспортний робот

2014-05-03T21:41:05Z

Дідич Ірина:

Файл:12 кт.jpg

2014-05-03T21:33:49Z

Дідич Ірина:

Транспортний робот

2014-05-03T21:27:30Z

Дідич Ірина:

Транспортний робот

2014-05-03T19:56:39Z

Дідич Ірина: Створена сторінка: '''Транспортний робот''' - являє собою самохідну машину з автоматичним управлінням. В яко...

Обговорення:Транспортний робот

2014-05-02T15:22:00Z

Дідич Ірина: Створена сторінка: Дідич Ірина, КТ - 42

Дідич Ірина, КТ - 42

Рідинний демпфер

2012-11-15T16:24:03Z

Дідич Ірина:

'''Де́мпфер''' — пристрій для зменшення розмаху (амплітуди) механічних, електричних та ін. коливань. Працює на принципі поглинання частини енергії коливальної системи.

'''Рідинний демпфер''' являє собою лопать, скріплену з коливальною системою і поміщену в посудину з рідиною.

На сьогодні найбільш розповсюдженими рішеннями для пристроїв гасіння коливань є такі, що базуються на застосування в них гідравлічних елементів. Гідравлічні демпфери, на відміну від фрикційних, мають більшу тривалість роботи, більш робочі характеристики та можуть демпфувати коливання невеликої амплітуди.

==Особливість гідравлічних пристроїв==

Особливістю гідравлічних пристроїв є залежність їх робочих характеристик від температурних умов середовища в якому вони працюють. Це притаманне і рідинним демпферам. Зміна температури викликає зміну в’язкості робочої рідини, що призводить до зміни значень витрат рідини через канали гідроапаратів та перепадів тиску на них.

[[Файл:Безымянный5.png|thumb|Принципова схема демпфера 1-робочі лопатки, 2-ємності підпору, 3-дросель, 4-статор]]

==Види рідинних демпферів==

Розглянемо такі демпфери:

*На рисунку зображена конструкція демпфера, який містить регулювальний гвинт. За його допомогою змінюється величина опору перетіканню рідини по каналу і таким чином регулюється час заспокоювання.

[[Файл:Безымянный11.jpg|thumb|Рідинний демпфер з регулювальним гвинтом]]

*В конструкцій, зображеній на рисунку гасіння відбувається за рахунок збільшення сили опору рідини при занурюванні пластин (чим більша глибина занурення, тим більшою буде поверхня контакту пластин з рідиною, а значить збільшується сила опору).

[[Файл:Безымянный22.jpg|thumb|Рідинний демпфер з пластинами]]

*На рисунку зображена схема рідинного демпфера для гасіння крутильних коливань. Як видно з рисунка, змінюючи форму лопаток, можна регулювати силу опору переміщенню диска в рідині в залежності від напрямку його обертання в коливному процесі, а значить найоптимальніше підбирати необхідні параметри демпфера.

[[Файл:Безымянный3.jpg|thumb|Рідинний демпфер для гасіння крутильних коливань]]

==Принцип роботи рідинних демпферів==

Принцип роботи рідинних демпферів полягає в перетворенні енергії механічних коливань в теплову енергію, що відбувається в дроселюючому елементі, що з’єднує робочі камери демпфера. Тому при значній інтенсивності коливань та тривалій роботі демпфера також відбуватиметься зміна температурних умов. У випадку поворотного демпфера зміна температурних умов викликатиме зміну його демпфуючого моменту.

Для забезпечення стабільності необхідних робочих характеристик пристрою в змінних температурних умовах необхідно знати величину змін його показників та враховувати їх при розрахунках. Також слід застосовувати робочі рідини зі стабільними в’язкісно-температурними характеристиками. Експеримпентальне визначення характеристик розроблюваного пристрою вимагає його виготовлення та проведення багатьох експериментів. Для цього потрібно виготовляти зразки, проводити їх експериментальні дослідження, що вимагає матеріальних витрат та часу.

Для дослідження впливу змінних температурних умов на характеристики рідинного неповноповоротного демпфера, була побудована його математична модель, що враховує розміри демпфера, його гідравлічні параметри, характер зовнішнього впливу. Вплив змінних температурних умов задається через зміну температури робочої рідини, і як наслідок, зміну її в’язкості. Для моделювання можна скористатися існуючими елементами моделей, а при відсутності необхідних створити власні.

==Фізичні процеси==

Для створення моделі пристрою необхідно записати рівняння фізичних процесів,що відбуваються в ньому та їх взаємний вплив. Фізичні процеси, що відбуваються в демпфері можна описати наступними математичними залежностями.

Залежність між кутовою швидкістю та витратою рідини-

Рідинний демпфер

2012-11-15T16:03:00Z

Дідич Ірина:

Рідинний демпфер

2012-11-15T15:52:01Z

Дідич Ірина: Створена сторінка: '''Де́мпфер''' — пристрій для зменшення розмаху (амплітуди) механічних, електричних та ін. …

Файл:Безымянный5.png

2012-11-14T22:21:46Z

Дідич Ірина:

Файл:Безымянный4.jpg

2012-11-14T21:32:11Z

Дідич Ірина:

Файл:Безымянный3.jpg

2012-11-14T21:07:55Z

Дідич Ірина:

Файл:Безымянный22.jpg

2012-11-14T21:03:24Z

Дідич Ірина:

Файл:Безымянный11.jpg

2012-11-14T21:00:59Z

Дідич Ірина:

Обговорення:Рідинний демпфер

2012-11-14T20:25:50Z

Дідич Ірина:

Дідич Ірина КТ-32

Обговорення:Рідинний демпфер

2012-11-14T20:25:27Z

Дідич Ірина:

Харів Ірина
Дідич Ірина КТ-32

Методи боротьби з гідроударом

2012-05-21T21:23:18Z

Дідич Ірина:

'''Гідравлічним ударом''' називається різкий стрибок тиску, що виникає в трубопроводі. Цей процес відбувається дуже швидко і характеризується чергуванням різких піків і спадів тиску, пов'язаних з пружними деформаціями гідравлічної рідини і стінок трубопроводу. Гідроудар супроводжується сильними акустичними ефектами, іноді - проривами трубопроводів.

== Історія ==
[[Файл:Жуковський_М.Є.jpg|right|thumb|Жуковський М.Є.]]
Явище гідравлічного удару у водопровідних трубах було відоме з самого початку експлуатації напірних трубопроводів. До того ж на перших водопроводах застосовували звичайні пробкові крани, які миттєво перекривали потік води, що викликало появу гідроудару. Лише з часом стали використовувати більш плавні, так звані вентильні крани і гвинтові засувки. Майже кожне місто, в якому був централізований напірний водогін, страждав від руйнувань труб внаслідок дії гідравлічного удару. Розробка теорії гідравлічного удару і створення технічних засобів боротьби з цим грізним явищем мали велике значення. Не можна сказати, що гідравлічний удар не вивчався до М.Є.Жуковського. Навіть у своїй підсумковій роботі з цього питання він посилається на деяких іноземних і вітчизняних авторів, які досліджували гідроудар і супроводжуючі його явища. Досить згадати братів Монгольф'є, швейцарського винахідника Е. Аргана або М. Бультона. Вніс свій внесок у ці дослідження і професор Казанського університету І.С.Громека (1851-1889). Але пріоритет М.Є.Жуковського в цьому питанні беззаперечний. Саме він, за ініціативою керівництва московського водопроводу, очолив проведення в 1897-1898 рр.. великого комплексу наукових досліджень питання гідравлічного удару на базі Олексіївської водокачки.

==Методи боротьби ==

*'''Зменшення швидкості закриття крана'''
Шляхом зменшення швидкості закриття крана прямий гідроудар перетворюється в непрямий. Прямий гідравлічний удар відбувається під час закриття засувки <math>{t_3} \prec T</math>і в цьому випадку створюється повна сила гідравлічного удару. Непрямий (неповний) гідравлічний удар утворюється при <math>{t_3} \succ T</math>
такий удар характеризується меншою силою.
Швидкість руху ударної хвилі можна знайти за формулою Жуковського:

<center><math>a = \frac{{\sqrt {\frac{E}{\rho }} }}{{\sqrt {1 + \frac{{ED}}{{\delta {E_m}}}} }}</math>,</center>

При <math>{E_m} = \infty </math> знаходимо, що <math>a = \frac{E}{\rho }</math>,що відповідає швидкості звуку <math>c</math> в рідині.
Формулу Жуковського запишемо у вигляді:
<center><math>\Delta {P_{y\partial }} = \rho aV</math>,</center>
Ця формула справедлива,якщо засувка повністю перекриває трубу.Якщо закриття неповне, в результаті якого швидкість зменшується від початкового значення <math>{V_0}</math> до кінцевого <math>{V_1}</math>,то формулу Жуковського запишемо у вигляді:
<center><math>\Delta {P_{y\partial }} = \rho a({V_0} - {V_1})</math>,</center>
Вона також справедлива для прямого гідравлічного удару. Для непрямого удару величину <math>\Delta {P_{y\partial }}</math> визначають приблизно по формулі :
<center><math>\Delta {P_{y\partial }} = \rho aV\frac{T}{{{t_3}}}</math>,</center>

Якщо <math>{t_3} \to \infty </math>,то <math>\Delta {P_{y\partial }} \to 0</math>,тобто гідроудару не буде. Звідси випливає, що одним з основних способів боротьби з гідравлічним ударом є повільне перекриття трубопроводів.

*''' Використання регулюючих пристроїв'''
Найефективніший спосіб полягає в обладнанні мережі регулюючими пристроями (вентилі і засувки), які не дозволяють здійснювати швидку зміну швидкості в трубах. Повітряні ковпаки або компенсатори обмежують поширення удару і послаблюють дію.
На незахищеній ділянці труби ударне підвищення тиску діє лише протягом <math>T_1=\frac{2l}{a}</math> замість <math>T_2=\frac{2(l_1-l_2)}{a}</math> Таким чином імпульс сили слабшає (зменшується) і труби не рвуться.

*''' Модуль демпфування ударів'''
[[Файл:Модуль_демпфування_ударів_1.jpg‎|right|thumb]]
Більш плавний процес перемикання запобіжного клапана може забезпечити модуль демпфування ударів. Модуль демпфування ударів (6) розташовується між пілотом (7) запобіжного клапана і електрогідророзпроділювачем (3), обладнаним демпфером (8) на лінії В. Коли розподільник закритий, золотник (9) під дією робочого тиску зміщується вправо і стискає пружину (10), перекриваючи з'єднання В2-В1. Коли гідророзподільник відкритий, потік робочої рідини з лінії У надходить в бак, на отворі (8) при цьому підтримується постійний перепад тисків. Зусилля пружини створює деяку затримку відкриття з'єднання В2-В1, таким чином виникнення піків тиску в гідросистемі усувається.

Наявність модуля демпфування гідроударів в системі дозволяє виключити виникнення акустичних ударів, знизити піки тиску і виключити залежність від в'язкості робочої рідини.

*'''Перепускні або зворотні клапани'''
[[Файл:Клапан.JPG|right|thumb|зворотний клапан]]
Зворотні клапани пропускають потік середовища в одну сторону і запобігають її рух у протилежний, працюючи при цьому повністю автоматично. За допомогою зворотних клапанів і засувок можна не тільки захистити технологічну систему від пошкодження, а й істотно зменшити напір рідини при руйнуванні ділянки трубопроводу.
Проте, слід зазначити, що запобіжні клапани всіх типів мають ряд характерних недоліків. Це велика різниця тисків відкриття і закриття (гестерезіс) клапана, різке захлопування затвора і генерування додаткового удару в момент підходу негативної хвилі тиску, як правило, ручне налаштування на робочий тиск і пов'язана з цим необхідність пробних спрацьовувань.

*'''Скидні пристрої'''
У разі зупинки насоса, який подає воду від низу до верху в резервуар, зворотний клапан, встановлений у насоса, закривається дуже швидко і на початку напірного трубопроводу може виникнути гідравлічний удар. Для боротьби прийнято влаштовувати скидні пристрої, які при підході ударної хвилі відкриваються і пропускають воду на вилив. Ці спеціальні протиударні апарати ставлять на початкових ділянках напірних трубопроводів.

*'''Зрівняльні резервуари'''
Якщо вода йде самоплинно з водоймища вниз і засувка знаходиться на нижньому кінці трубопроводу, то на трубопроводах можуть встановлюватися зрівняльні резервуари, що сполучені з трубопроводом, і проміжні резервуари, заповнені водою до висоти, яка відповідає нормальному тиску. При гідравлічному ударі в резервуар поступає деякий об'єм води і додатковий тиск в трубопроводі швидко гаситься.

*'''встановлення засувок на початку трубопроводу'''
[[Файл:Засувка.jpg|right|thumb|Засувка]]
У зв'язку з швидким закриттям засувок на водопровідній мережі і різким зменшенням швидкості до 0 відбувається перехід кінетичної енергії рухомого по трубопроводу потоку в потенційну енергію, яка витрачається на стиснення води. Чим більша довжина трубопроводу, тим більше в ній маса рідини і величина кінетичної енергії, і тим більше буде підвищення тиску. Тому засувки встановлюють на початку трубопроводу ( l - min) .

*'''Збільшення діаметра трубопроводу'''
Виходячи із формули Жуковського , що визначає збільшення тиску при гідроударі, і величин, від яких залежить швидкість розповсюдження ударної хвилі, для ослаблення сили цього явища або його повного запобігання можна зменшити швидкість руху рідини в трубопроводі, збільшивши його діаметр.

*'''Заміна матеріалу труби'''
Заміна матеріалу труби (наприклад сталевої або чавунної труби на гумовий шланг) призведе до зміни величини ударного тиску.
Швидкість поширення звуку (ударна хвиля) в чавунних трубах в залежності від їх діаметру і товщини стінок приймають наступних значень:
{| border="1"
!діаметр труби,мм||товщина стінок,мм||швидкість поширення ударної хвилі, м/с||
|-
|50||7.0||1348
|-
|100||8.5||1289
|-
|200||10.5||1209
|-
|300||12.5||1167
|-
|600||18.0||913
|}

Цікаво відзначити, що швидкість розповсюдження ударної хвилі в гумових трубках становить всього 30 м / с.
На перший погляд здається, що змінити модуль пружності рідини неможливо, але саме на цьому принципі побудовано багато пристроїв, що гасять ударне підвищення тиску.

*'''Акумулюючі вставки '''
[[Файл:До_акумулюючих_вставок.jpg|right|thumb|акумулююча вставка]]
Акумулюючі вставки (найчастіше у вигляді посудини, заповненої газом), поглинають кінетичну енергію рідини, поступово віддаючи її згодом. Такі гасителі коливань тиску часто використовуються в насосних установках з поршневими насосами, у яких велика нерівномірність подачі.

*''' Правильне розташування трубопроводів.'''
Головне правило проектування трубопроводів полягає в тому, щоб максимально зменшити кількість і кут повороту, оскільки чим різкіший поворот, тим більше його гідродинамічний тиск, через який знижується швидкість протікання води.

*'''Завчасний ремонт трубопроводів, включаючи їх ізоляцію.'''
Час від часу всі трубопроводи вимагають ремонту. Частота та обсяг ремонтних робіт залежить від різних факторів. Наприклад, від агресивності середовища, що транспортується по трубопроводу. Найоптимальніший варіант це своєчасне проведення профілактичних робіт і поточного ремонту трубопроводів. Адже в умовах постійної експлуатації значно збільшується ризик зносу і як наслідок дорогого ремонту трубопроводів.
Ізоляція трубопроводів призначена для зниження їх теплових втрат і виконує функцію антикорозійного захисту. Щоб сталевий трубопровід міг функціонувати тривалий час в належному стані, слід роботи по ізоляції трубопроводів виконувати згідно з урахуванням технології проведення захисту.

*''' Гідротаран'''
Все вищесказане відносилося до негативного впливу гідравлічного удару на трубопровідні системи, а також до методів боротьби з цим. Однак явище гідравлічного удару може приносити і користь. Мова піде про спеціальні пристрої - гідравлічні тарани, які застосовуються для нагнітання води із застосуванням (утилізацією, як тепер кажуть) цього явища (для цілей водопостачання, поливу, пожежогасіння та ін.) Принцип роботи гідротаранів зображений на рисунку. Обов'язковою умовою є наявність постійного запасу води в джерелі, з якого здійснюється безперервний забір води Q1 під тиском Р1 по трубопроводу А. В кінці цього трубопроводу розміщений гідротаран В з системою клапанів і повітряним ковпаком ємністю W. Від ковпака йде напірне відгалуження трубопроводу С з витратою води Q2 і тиском Р2.
[[Файл:Гідротаран_1.jpg|right|thumb]]
Працює гідротаран наступним чином: вода з водойми вільно надходить у трубопровід А через відкритий клапан D. Коли витрата води Q1 досягне певної величини, клапан D швидко закривається. Відбувається гідравлічний удар, що відкриває клапан Е. При цьому вода миттєво заповнює частину повітряного ковпака і по трубопроводу Е надходить в ємність з іншою витратою Q2 і тиском Р2. При цьому Р2> Р1, а Q1> Q2. Якщо роботу клапанів автоматизувати, то такий пристрій буде працювати циклічно і автоматично, тобто буде нагнітати воду, утилізуючи енергію перепаду рівня води у водоймі.

==Література ==
Н.С.Гудилин, Е.М.Кривенко и др. Гидравлика и гидропривод. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 1996

Жуковский Н.Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах / Доклад / Труды Российских водопроводных съездов, ІV-й РВС, 4–11 апреля, 1899 г., в г. Одессе. – М: Тов. «Кушнарев и К°», 1901. – С. 78-173.

--[[Користувач:Яремчук Уляна|Яремчук Уляна]] 21:15, 21 травня 2012 (UTC)

Методи боротьби з гідроударом

2012-05-21T21:13:00Z

Дідич Ірина:

'''Гідравлічним ударом''' називається різкий стрибок тиску, що виникає в трубопроводі. Цей процес відбувається дуже швидко і характеризується чергуванням різких піків і спадів тиску, пов'язаних з пружними деформаціями гідравлічної рідини і стінок трубопроводу. Гідроудар супроводжується сильними акустичними ефектами, іноді - проривами трубопроводів.

== Історія ==
[[Файл:Жуковський_М.Є.jpg|right|thumb|Жуковський М.Є.]]
Явище гідравлічного удару у водопровідних трубах було відоме з самого початку експлуатації напірних трубопроводів. До того ж на перших водопроводах застосовували звичайні пробкові крани, які миттєво перекривали потік води, що викликало появу гідроудару. Лише з часом стали використовувати більш плавні, так звані вентильні крани і гвинтові засувки. Майже кожне місто, в якому був централізований напірний водогін, страждав від руйнувань труб внаслідок дії гідравлічного удару. Розробка теорії гідравлічного удару і створення технічних засобів боротьби з цим грізним явищем мали велике значення. Не можна сказати, що гідравлічний удар не вивчався до М.Є.Жуковського. Навіть у своїй підсумковій роботі з цього питання він посилається на деяких іноземних і вітчизняних авторів, які досліджували гідроудар і супроводжуючі його явища. Досить згадати братів Монгольф'є, швейцарського винахідника Е. Аргана або М. Бультона. Вніс свій внесок у ці дослідження і професор Казанського університету І.С.Громека (1851-1889). Але пріоритет М.Є.Жуковського в цьому питанні беззаперечний. Саме він, за ініціативою керівництва московського водопроводу, очолив проведення в 1897-1898 рр.. великого комплексу наукових досліджень питання гідравлічного удару на базі Олексіївської водокачки.

==Методи боротьби ==

*'''Зменшення швидкості закриття крана'''
Шляхом зменшення швидкості закриття крана прямий гідроудар перетворюється в непрямий. Прямий гідравлічний удар відбувається під час закриття засувки <math>{t_z} \prec T</math>і в цьому випадку створюється повна сила гідравлічного удару. Непрямий (неповний) гідравлічний удар утворюється при <math>{t_z} \succ T</math>
такий удар характеризується меншою силою.
Швидкість руху ударної хвилі можна знайти за формулою Жуковського:

<center><math>a = \frac{{\sqrt {\frac{E}{\rho }} }}{{\sqrt {1 + \frac{{ED}}{{\delta {E_m}}}} }}</math>,</center>

При <math>{E_m} = \infty </math> знаходимо, що <math>a = \frac{E}{\rho }</math>,що відповідає швидкості звуку <math>c</math> в рідині.
Формулу Жуковського запишемо у вигляді:
<center><math>\Delta {P_{y\partial }} = \rho aV</math>,</center>
Ця формула справедлива,якщо засувка повністю перекриває трубу.Якщо закриття неповне, в результаті якого швидкість зменшується від початкового значення <math>{V_0}</math> до кінцевого <math>{V_1}</math>,то формулу Жуковського запишемо у вигляді:
<center><math>\Delta {P_{y\partial }} = \rho a({V_0} - {V_1})</math>,</center>
Вона також справедлива для прямого гідравлічного удару. Для непрямого удару величину <math>\Delta {P_{y\partial }}</math> визначають приблизно по формулі :
<center><math>\Delta {P_{y\partial }} = \rho aV\frac{T}{{{t_}}}</math>,</center>

Якщо <math>{t_} \to \infty </math>,то <math>\Delta {P_{y\partial }} \to 0</math>,тобто гідроудару не буде. Звідси випливає, що одним з основних способів боротьби з гідравлічним ударом є повільне перекриття трубопроводів.

*''' Використання регулюючих пристроїв'''
Найефективніший спосіб полягає в обладнанні мережі регулюючими пристроями (вентилі і засувки), які не дозволяють здійснювати швидку зміну швидкості в трубах. Повітряні ковпаки або компенсатори обмежують поширення удару і послаблюють дію.
На незахищеній ділянці труби ударне підвищення тиску діє лише протягом <math>T_1=\frac{2l}{a}</math> замість <math>T_2=\frac{2(l_1-l_2)}{a}</math> Таким чином імпульс сили слабшає (зменшується) і труби не рвуться.

*''' Модуль демпфування ударів'''
[[Файл:Модуль_демпфування_ударів_1.jpg‎|right|thumb]]
Більш плавний процес перемикання запобіжного клапана може забезпечити модуль демпфування ударів. Модуль демпфування ударів (6) розташовується між пілотом (7) запобіжного клапана і електрогідророзпроділювачем (3), обладнаним демпфером (8) на лінії В. Коли розподільник закритий, золотник (9) під дією робочого тиску зміщується вправо і стискає пружину (10), перекриваючи з'єднання В2-В1. Коли гідророзподільник відкритий, потік робочої рідини з лінії У надходить в бак, на отворі (8) при цьому підтримується постійний перепад тисків. Зусилля пружини створює деяку затримку відкриття з'єднання В2-В1, таким чином виникнення піків тиску в гідросистемі усувається.

Наявність модуля демпфування гідроударів в системі дозволяє виключити виникнення акустичних ударів, знизити піки тиску і виключити залежність від в'язкості робочої рідини.

*'''Перепускні або зворотні клапани'''
[[Файл:Клапан.JPG|right|thumb|зворотний клапан]]
Зворотні клапани пропускають потік середовища в одну сторону і запобігають її рух у протилежний, працюючи при цьому повністю автоматично. За допомогою зворотних клапанів і засувок можна не тільки захистити технологічну систему від пошкодження, а й істотно зменшити напір рідини при руйнуванні ділянки трубопроводу.
Проте, слід зазначити, що запобіжні клапани всіх типів мають ряд характерних недоліків. Це велика різниця тисків відкриття і закриття (гестерезіс) клапана, різке захлопування затвора і генерування додаткового удару в момент підходу негативної хвилі тиску, як правило, ручне налаштування на робочий тиск і пов'язана з цим необхідність пробних спрацьовувань.

*'''Скидні пристрої'''
У разі зупинки насоса, який подає воду від низу до верху в резервуар, зворотний клапан, встановлений у насоса, закривається дуже швидко і на початку напірного трубопроводу може виникнути гідравлічний удар. Для боротьби прийнято влаштовувати скидні пристрої, які при підході ударної хвилі відкриваються і пропускають воду на вилив. Ці спеціальні протиударні апарати ставлять на початкових ділянках напірних трубопроводів.

*'''Зрівняльні резервуари'''
Якщо вода йде самоплинно з водоймища вниз і засувка знаходиться на нижньому кінці трубопроводу, то на трубопроводах можуть встановлюватися зрівняльні резервуари, що сполучені з трубопроводом, і проміжні резервуари, заповнені водою до висоти, яка відповідає нормальному тиску. При гідравлічному ударі в резервуар поступає деякий об'єм води і додатковий тиск в трубопроводі швидко гаситься.

*'''встановлення засувок на початку трубопроводу'''
[[Файл:Засувка.jpg|right|thumb|Засувка]]
У зв'язку з швидким закриттям засувок на водопровідній мережі і різким зменшенням швидкості до 0 відбувається перехід кінетичної енергії рухомого по трубопроводу потоку в потенційну енергію, яка витрачається на стиснення води. Чим більша довжина трубопроводу, тим більше в ній маса рідини і величина кінетичної енергії, і тим більше буде підвищення тиску. Тому засувки встановлюють на початку трубопроводу ( l - min) .

*'''Збільшення діаметра трубопроводу'''
Виходячи із формули Жуковського , що визначає збільшення тиску при гідроударі, і величин, від яких залежить швидкість розповсюдження ударної хвилі, для ослаблення сили цього явища або його повного запобігання можна зменшити швидкість руху рідини в трубопроводі, збільшивши його діаметр.

*'''Заміна матеріалу труби'''
Заміна матеріалу труби (наприклад сталевої або чавунної труби на гумовий шланг) призведе до зміни величини ударного тиску.
Швидкість поширення звуку (ударна хвиля) в чавунних трубах в залежності від їх діаметру і товщини стінок приймають наступних значень:
{| border="1"
!діаметр труби,мм||товщина стінок,мм||швидкість поширення ударної хвилі, м/с||
|-
|50||7.0||1348
|-
|100||8.5||1289
|-
|200||10.5||1209
|-
|300||12.5||1167
|-
|600||18.0||913
|}

Цікаво відзначити, що швидкість розповсюдження ударної хвилі в гумових трубках становить всього 30 м / с.
На перший погляд здається, що змінити модуль пружності рідини неможливо, але саме на цьому принципі побудовано багато пристроїв, що гасять ударне підвищення тиску.

*'''Акумулюючі вставки '''
[[Файл:До_акумулюючих_вставок.jpg|right|thumb|акумулююча вставка]]
Акумулюючі вставки (найчастіше у вигляді посудини, заповненої газом), поглинають кінетичну енергію рідини, поступово віддаючи її згодом. Такі гасителі коливань тиску часто використовуються в насосних установках з поршневими насосами, у яких велика нерівномірність подачі.

*''' Правильне розташування трубопроводів.'''
Головне правило проектування трубопроводів полягає в тому, щоб максимально зменшити кількість і кут повороту, оскільки чим різкіший поворот, тим більше його гідродинамічний тиск, через який знижується швидкість протікання води.

*'''Завчасний ремонт трубопроводів, включаючи їх ізоляцію.'''
Час від часу всі трубопроводи вимагають ремонту. Частота та обсяг ремонтних робіт залежить від різних факторів. Наприклад, від агресивності середовища, що транспортується по трубопроводу. Найоптимальніший варіант це своєчасне проведення профілактичних робіт і поточного ремонту трубопроводів. Адже в умовах постійної експлуатації значно збільшується ризик зносу і як наслідок дорогого ремонту трубопроводів.
Ізоляція трубопроводів призначена для зниження їх теплових втрат і виконує функцію антикорозійного захисту. Щоб сталевий трубопровід міг функціонувати тривалий час в належному стані, слід роботи по ізоляції трубопроводів виконувати згідно з урахуванням технології проведення захисту.

*''' Гідротаран'''
Все вищесказане відносилося до негативного впливу гідравлічного удару на трубопровідні системи, а також до методів боротьби з цим. Однак явище гідравлічного удару може приносити і користь. Мова піде про спеціальні пристрої - гідравлічні тарани, які застосовуються для нагнітання води із застосуванням (утилізацією, як тепер кажуть) цього явища (для цілей водопостачання, поливу, пожежогасіння та ін.) Принцип роботи гідротаранів зображений на рисунку. Обов'язковою умовою є наявність постійного запасу води в джерелі, з якого здійснюється безперервний забір води Q1 під тиском Р1 по трубопроводу А. В кінці цього трубопроводу розміщений гідротаран В з системою клапанів і повітряним ковпаком ємністю W. Від ковпака йде напірне відгалуження трубопроводу С з витратою води Q2 і тиском Р2.
[[Файл:Гідротаран_1.jpg|right|thumb]]
Працює гідротаран наступним чином: вода з водойми вільно надходить у трубопровід А через відкритий клапан D. Коли витрата води Q1 досягне певної величини, клапан D швидко закривається. Відбувається гідравлічний удар, що відкриває клапан Е. При цьому вода миттєво заповнює частину повітряного ковпака і по трубопроводу Е надходить в ємність з іншою витратою Q2 і тиском Р2. При цьому Р2> Р1, а Q1> Q2. Якщо роботу клапанів автоматизувати, то такий пристрій буде працювати циклічно і автоматично, тобто буде нагнітати воду, утилізуючи енергію перепаду рівня води у водоймі.

==Література ==
Н.С.Гудилин, Е.М.Кривенко и др. Гидравлика и гидропривод. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 1996

Жуковский Н.Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах / Доклад / Труды Российских водопроводных съездов, ІV-й РВС, 4–11 апреля, 1899 г., в г. Одессе. – М: Тов. «Кушнарев и К°», 1901. – С. 78-173.

Сопла Лаваля

2012-05-21T19:32:12Z

Дідич Ірина:

[[Файл:9612 081.2.preview.gif|thumb|Схема течії в соплі Лаваля]]

'''Сопло Лаваля''' — технічне пристосування, яке служить для прискорення газового потоку, що проходить по ньому до швидкостей, що перевищують швидкість звуку.
У найпростішому випадку сопло представляє собою циліндричний або конічний патрубок (насадок), один кінець якого приєднаний до джерела рідини чи газу, а з іншого виходить сформований струмінь.

== Історія виникнення сопла Лаваля ==
[[Файл:Карл Густав Патрик де Лаваль.jpeg|thumb|Карл Густав Патрик де Лаваль]]
Карл Густав Патрік де Лаваль (9.5.1845, Орса, - 2.2.1913, Стокгольм), шведський інженер і винахідник. За національністю француз. Закінчив технологічний інститут і університет (1872) в Упсалі. У 1878 році сконструював відцентровий сепаратор безперервної дії (для молока). У 1889 році побудував парову турбіну активного типу. Вперше застосував розширюючі сопла, гнучкий вал, диск рівного опору, що дозволив досягати дуже високих швидкостей (419 м / сек). Крім того, в турбінах Лаваля було передбачено багато нових елементів, частина з яких використовується в сучасному турбобудуванні. Лаваль розробив також теорію сопла. Внаслідок ряду конструктивних недоліків і відносно невеликої потужності турбіни Лаваля не набули поширення, але зіграли важливу роль у розвитку турбобудування.

==Принцип дії ==

'''Сопло Лаваля''' – це комбіноване сопло, яке спочатку звужується, а після розширюється.

Феномен прискорення газу до надзвукових швидкостей в соплі Лаваля був виявлений в кінці XIX ст. експериментальним шляхом. Пізніше це явище знайшло теоретичне пояснення в рамках газової динаміки.

При наступному аналізі перебігу газу в соплі Лаваля приймаються наступні допущення:

*Газ вважається ідеальним.
*Газовий потік є ізоентропним (тобто має постійну ентропію, сили тертя і дисипативні втрати не враховуються) і адіабатичним (тобто теплота не підводиться і не відводиться).
*Газова течія є стаціонарним і одновимірним, тобто в будь-якій фіксованій точці сопла всі параметри потоку постійні в часі і змінюються тільки уздовж осі сопла, причому у всіх точках обраного поперечного перерізу параметри потоку однакові, а вектор швидкості газу всюди паралельний осі симетрії сопла.
*Масова витрата газу однакова у всіх поперечних перерізах потоку.
*Вісь симетрії сопла є просторовою координатою.
Ставлення локальної швидкості <math>\,v</math> до локальної швидкості звуку '''<math>\, C </math>''' позначається числом Маха, яке також розуміється місцевим, тобто залежним від координати '''<math>\, x </math>''':
<center><math>M = \frac{v}{C}</math>    '''(3)'''</center>

З рівняння стану ідеального газу слідує:<math>\frac{dp}{d\rho}=C^2</math>, тут <math>\,\rho</math> - локальна щільність газу, <math>\, p </math> - локальне тиск. З урахуванням цього, а також з урахуванням стаціонарності і одномірності потоку рівняння Ейлера набуває вигляду:
<center><math>
v\frac{dv}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{d\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
= - \frac{C^2}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
</math>,</center>

що, враховуючи (3), перетворюється в <math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} = -M^2\cdot \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx}</math>.     '''(4)'''

Рівняння (4) є ключовим у даному міркуванні.
Розглянемо його в такій формі: 
<center><math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} / \frac{1}{v} \frac{dv}{dx} = -M^2 </math>     '''(4.1)'''</center> 
Величини <math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} </math> и <math>\frac{1}{v} \frac{dv}{dx} </math> характеризують відносну ступінь змінності по координаті <math>\,x</math> щільності газу і його швидкості відповідно. Причому рівняння (4.1) показує, що співвідношення між цими величинами рівне квадрату числа Маха (знак мінус означає протилежну спрямованість змін: при зростанні швидкості щільність убуває). Таким чином, на дозвукових швидкостях <math>\,(M<1)</math> щільність змінюється в меншій мірі, ніж швидкість, а на надзвукових <math>\,(M>1)</math> - навпаки. Як буде видно далі, це і визначає звужуючу-розширюючу форму сопла.

Оскільки масова витрата газу постійна:
<center><math>\rho\cdot v\cdot A = \mathsf{const}</math>,</center>
где <math>\, A </math> - площа місцевого перетину сопла,

<center><math>\ln \rho + \ln v + \ln A = \ln(\mathsf{const})</math>,</center>
диференціюючи обидві частини цього рівняння по <math>\, x </math>, одержуємо:
<center><math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} + \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx} + \frac{1}{A}\cdot \frac{dA}{dx} = 0</math></center>.
Після підстановки з (4) в це рівняння, отримуємо остаточно:
<center><math>\frac{dA}{dx} = \frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}\cdot ({M^2 - 1})</math>     '''(5)'''</center>
Зауважимо, що при збільшенні швидкості газу в соплі знак вираження <math>\frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}</math> позитивний і, отже, знак похідної <math>\frac{dA}{dx}</math> визначається знаком вираження : <math>\,({M^2 - 1})</math>

[[Файл:Сопло.png|thumb|Ілюстрація роботи сопла Лаваля. У міру руху газу по соплу, його абсолютна температура Т і тиск Р знижуються, а швидкість V зростає, М - число Маха]]

З чого можна зробити наступні висновки:
*При дозвуковой швидкості руху газу <math>\,(M<1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}<0</math> - сопло звужується.
*При надзвуковій швидкості руху газу <math>\,(M>1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}>0</math> - сопло розширюється.
*При русі газу зі швидкістю звуку <math>\,(M = 1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}=0</math> - площа поперечного перерізу досягає екстремуму, тобто має місце найвужчий перетин сопла, званий критичним.

Отже, на звуженій, докритичній ділянці сопла рух газу відбувається з дозвуковими швидкостями. У найвужчому, критичному перетині сопла локальна швидкість газу сягає звуковій. На розширеній, закритичній ділянці, газовий потік рухається з надзвуковою швидкістю, прискорюючись. Це прискорення відбувається завдяки тому, що хвиля зниження тиску від розширеної порції газу в надзвуковому потоці не встигає розповсюдитися на наступні за нею інші порції. Закон Бернуллі в цих умовах не виконується. Як наслідок цього, маємо корисну роботу.

==Перше використання сопла Лаваля в ракетному двигуні==

[[Файл:Інженерний тест.jpg|thumb|Надзвуковий струмінь з сопла ракетного двигуна RS-68 на вогневих випробуваннях.]]

В ракетному двигуні сопло Лаваля вперше було використано генералом М. М. Поморцевим в 1915 р.. У листопаді 1915 року в Аеродинамічний інститут звернувся генерал М. М. Поморцев з проектом бойової пневматичної ракети. Ракета Поморцева приводилася в рух стисненим повітрям, що істотно обмежувало її дальність, але зате робило її безшумною. Ракета призначалася для стрільби з окопів по ворожих позиціях. Боєголовка оснащувалася тротилом. У ракеті Поморцева було застосовано два цікавих конструктивних рішення: в двигуні було сопло Лаваля, а з корпусом був пов'язаний кільцевий стабілізатор.

==Сфера застосування==

Широко використовується в парових і газових турбінах, ракетних і повітряно-реактивних двигунах, газодинамічних лазерах, обладнанні для нанесення фарб, абразиво-струминній обробці тощо.

Залежно від технічного призначення сопла виникають специфічні завдання розрахунку: наприклад, в соплі аеродинамічних труб необхідно забезпечити створення рівномірного і паралельного потоку газу у вихідному перетині, вимоги до сопла ракетних двигунів полягають в здобутті найбільшого імпульсу газового потоку у вихідному перетині сопла при його заданих габаритних розмірах.

Ці та інші технічні завдання привели до бурхливого розвитку теорії сопла, що враховує наявність в газовому потоці рідких і твердих часток, нерівноважних хімічних реакцій, перенесення променистої енергії, що зажадало широкого вживання ЕОМ(електронна обчислювальна машина) для вирішення вказаних завдань, а також для розробки складних експериментальних методів дослідження сопла.

==Використана література ==

*Абрамович Г. Н., Прикладная газовая динамика, 3 изд., М., 1969: Стернин Л. Е., Основы газодинамики двухфазных течений в соплах, М., 1974.
*Пирумов У.Г. и др., Газовая динамика сопел, М., Наука, 1990
*Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. — Теоретическая физика (Том 6. Гидродинамика). Глава X. Одномерное движение сжимаемого газа. § 97. Истечение газа через сопло.
*Моравский А. В., Файн М. А. — Огонь в упряжке, или Как изобретают тепловые двигатели. — М.: Знание, 1990. (Жизнь замечательных идей). −192 с. ISBN 5-07-000069-1 50000 экз.
*Техническая термодинамика: Учебник для вузов / Под ред. В.И. Крутова, - М.:Высшая школа. 1981. - 439 с.

Сопла Лаваля

2012-05-21T19:31:03Z

Дідич Ірина:

Сопла Лаваля

2012-05-14T19:33:58Z

Дідич Ірина:

[[Файл:9612 081.2.preview.gif|thumb|Схема течії в соплі Лаваля]]

'''Сопло Лаваля''' — технічне пристосування, яке служить для прискорення газового потоку, що проходить по ньому до швидкостей, що перевищують швидкість звуку.
У найпростішому випадку сопло представляє собою циліндричний або конічний патрубок (насадок), один кінець якого приєднаний до джерела рідини чи газу, а з іншого виходить сформований струмінь.

== Історія виникнення сопла Лаваля ==
[[Файл:Карл Густав Патрик де Лаваль.jpeg|thumb|Карл Густав Патрик де Лаваль]]
Карл Густав Патрік де Лаваль (9.5.1845, Орса, - 2.2.1913, Стокгольм), шведський інженер і винахідник. За національністю француз. Закінчив технологічний інститут і університет (1872) в Упсалі. У 1878 році сконструював відцентровий сепаратор безперервної дії (для молока). У 1889 році побудував парову турбіну активного типу. Вперше застосував розширюючі сопла, гнучкий вал, диск рівного опору, що дозволив досягати дуже високих швидкостей (419 м / сек). Крім того, в турбінах Лаваля було передбачено багато нових елементів, частина з яких використовується в сучасному турбобудуванні. Лаваль розробив також теорію сопла. Внаслідок ряду конструктивних недоліків і відносно невеликої потужності турбіни Лаваля не набули поширення, але зіграли важливу роль у розвитку турбобудування.

==Принцип дії ==

'''Сопло Лаваля''' – це комбіноване сопло, яке спочатку звужується, а після розширюється.

Феномен прискорення газу до надзвукових швидкостей в соплі Лаваля був виявлений в кінці XIX ст. експериментальним шляхом. Пізніше це явище знайшло теоретичне пояснення в рамках газової динаміки.

При наступному аналізі перебігу газу в соплі Лаваля приймаються наступні допущення:

*Газ вважається ідеальним.
*Газовий потік є ізоентропним (тобто має постійну ентропію, сили тертя і дисипативні втрати не враховуються) і адіабатичним (тобто теплота не підводиться і не відводиться).
*Газова течія є стаціонарним і одновимірним, тобто в будь-якій фіксованій точці сопла всі параметри потоку постійні в часі і змінюються тільки уздовж осі сопла, причому у всіх точках обраного поперечного перерізу параметри потоку однакові, а вектор швидкості газу всюди паралельний осі симетрії сопла.
*Масова витрата газу однакова у всіх поперечних перерізах потоку.
*Вісь симетрії сопла є просторовою координатою.
Ставлення локальної швидкості <math>\,v</math> до локальної швидкості звуку '''<math>\, C </math>''' позначається числом Маха, яке також розуміється місцевим, тобто залежним від координати '''<math>\, x </math>''':
<center><math>M = \frac{v}{C}</math>    '''(3)'''</center>

З рівняння стану ідеального газу слідує:<math>\frac{dp}{d\rho}=C^2</math>, тут <math>\,\rho</math> - локальна щільність газу, <math>\, p </math> - локальне тиск. З урахуванням цього, а також з урахуванням стаціонарності і одномірності потоку рівняння Ейлера набуває вигляду:
<center><math>
v\frac{dv}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{d\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
= - \frac{C^2}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
</math>,</center>

що, враховуючи (3), перетворюється в <math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} = -M^2\cdot \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx}</math>.     '''(4)'''

Рівняння (4) є ключовим у даному міркуванні.
Розглянемо його в такій формі: 
<center><math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} / \frac{1}{v} \frac{dv}{dx} = -M^2 </math>     '''(4.1)'''</center> 
Величини <math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} </math> и <math>\frac{1}{v} \frac{dv}{dx} </math> характеризують відносну ступінь змінності по координаті <math>\,x</math> щільності газу і його швидкості відповідно. Причому рівняння (4.1) показує, що співвідношення між цими величинами рівне квадрату числа Маха (знак мінус означає протилежну спрямованість змін: при зростанні швидкості щільність убуває). Таким чином, на дозвукових швидкостях <math>\,(M<1)</math> щільність змінюється в меншій мірі, ніж швидкість, а на надзвукових <math>\,(M>1)</math> - навпаки. Як буде видно далі, це і визначає звужуючу-розширюючу форму сопла.

Оскільки масова витрата газу постійна:
<center><math>\rho\cdot v\cdot A = \mathsf{const}</math>,</center>
где <math>\, A </math> - площа місцевого перетину сопла,

<center><math>\ln \rho + \ln v + \ln A = \ln(\mathsf{const})</math>,</center>
диференціюючи обидві частини цього рівняння по <math>\, x </math>, одержуємо:
<center><math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} + \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx} + \frac{1}{A}\cdot \frac{dA}{dx} = 0</math></center>.
Після підстановки з (4) в це рівняння, отримуємо остаточно:
<center><math>\frac{dA}{dx} = \frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}\cdot ({M^2 - 1})</math>     '''(5)'''</center>
Зауважимо, що при збільшенні швидкості газу в соплі знак вираження <math>\frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}</math> позитивний і, отже, знак похідної <math>\frac{dA}{dx}</math> визначається знаком вираження : <math>\,({M^2 - 1})</math>

[[Файл:Сопло.png|thumb|Ілюстрація роботи сопла Лаваля. У міру руху газу по соплу, його абсолютна температура Т і тиск Р знижуються, а швидкість V зростає, М - число Маха]]

З чого можна зробити наступні висновки:
*При дозвуковой швидкості руху газу <math>\,(M<1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}<0</math> - сопло звужується.
*При надзвуковій швидкості руху газу <math>\,(M>1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}>0</math> - сопло розширюється.
*При русі газу зі швидкістю звуку <math>\,(M = 1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}=0</math> - площа поперечного перерізу досягає екстремуму, тобто має місце найвужчий перетин сопла, званий критичним.

Отже, на звуженій, докритичній ділянці сопла рух газу відбувається з дозвуковими швидкостями. У найвужчому, критичному перетині сопла локальна швидкість газу сягає звуковій. На розширеній, закритичній ділянці, газовий потік рухається з надзвуковою швидкістю, прискорюючись. Це прискорення відбувається завдяки тому, що хвиля зниження тиску від розширеної порції газу в надзвуковому потоці не встигає розповсюдитися на наступні за нею інші порції. Закон Бернуллі в цих умовах не виконується. Як наслідок цього, маємо корисну роботу.

==Використання сопла Лаваля==

Широко використовується в парових і газових турбінах, ракетних і повітряно-реактивних двигунах, газодинамічних лазерах, обладнанні для нанесення фарб, абразиво-струминній обробці тощо.

[[Файл:Інженерний тест.jpg|thumb|Надзвуковий струмінь з сопла ракетного двигуна RS-68 на вогневих випробуваннях.]]

В ракетному двигуні сопло Лаваля вперше було використано генералом М. М. Поморцевим в 1915 р.. У листопаді 1915 року в Аеродинамічний інститут звернувся генерал М. М. Поморцев з проектом бойової пневматичної ракети. Ракета Поморцева приводилася в рух стисненим повітрям, що істотно обмежувало її дальність, але зате робило її безшумною. Ракета призначалася для стрільби з окопів по ворожих позиціях. Боєголовка оснащувалася тротилом. У ракеті Поморцева було застосовано два цікавих конструктивних рішення: в двигуні було сопло Лаваля, а з корпусом був пов'язаний кільцевий стабілізатор.

Залежно від технічного призначення сопла виникають специфічні завдання розрахунку: наприклад, в соплі аеродинамічних труб необхідно забезпечити створення рівномірного і паралельного потоку газу у вихідному перетині, вимоги до сопла ракетних двигунів полягають в здобутті найбільшого імпульсу газового потоку у вихідному перетині сопла при його заданих габаритних розмірах.

Ці та інші технічні завдання привели до бурхливого розвитку теорії сопла, що враховує наявність в газовому потоці рідких і твердих часток, нерівноважних хімічних реакцій, перенесення променистої енергії, що зажадало широкого вживання ЕОМ(електронна обчислювальна машина) для вирішення вказаних завдань, а також для розробки складних експериментальних методів дослідження сопла.

Файл:Інженерний тест.jpg

2012-05-14T18:58:24Z

Дідич Ірина:

Файл:Карл Густав Патрик де Лаваль.jpeg

2012-05-14T18:21:13Z

Дідич Ірина:

Сопла Лаваля

2012-05-10T19:35:27Z

Дідич Ірина: /* Принцип дії */

[[Файл:9612 081.2.preview.gif|thumb|Схема течії в соплі Лаваля]]

'''Сопло Лаваля''' — технічне пристосування, яке служить для прискорення газового потоку, що проходить по ньому до швидкостей, що перевищують швидкість звуку.
У найпростішому випадку сопло представляє собою циліндричний або конічний патрубок (насадок), один кінець якого приєднаний до джерела рідини чи газу, а з іншого виходить сформований струмінь.

==Принцип дії ==

'''Сопло Лаваля''' – це комбіноване сопло, яке спочатку звужується, а після розширюється.

Феномен прискорення газу до надзвукових швидкостей в соплі Лаваля був виявлений в кінці XIX ст. експериментальним шляхом. Пізніше це явище знайшло теоретичне пояснення в рамках газової динаміки.

При наступному аналізі перебігу газу в соплі Лаваля приймаються наступні допущення:

*Газ вважається ідеальним.
*Газовий потік є ізоентропним (тобто має постійну ентропію, сили тертя і дисипативні втрати не враховуються) і адіабатичним (тобто теплота не підводиться і не відводиться).
*Газова течія є стаціонарним і одновимірним, тобто в будь-якій фіксованій точці сопла всі параметри потоку постійні в часі і змінюються тільки уздовж осі сопла, причому у всіх точках обраного поперечного перерізу параметри потоку однакові, а вектор швидкості газу всюди паралельний осі симетрії сопла.
*Масова витрата газу однакова у всіх поперечних перерізах потоку.
*Вісь симетрії сопла є просторовою координатою.
Ставлення локальної швидкості <math>\,v</math> до локальної швидкості звуку '''<math>\, C </math>''' позначається числом Маха, яке також розуміється місцевим, тобто залежним від координати '''<math>\, x </math>''':
<center><math>M = \frac{v}{C}</math>    '''(3)'''</center>

З рівняння стану ідеального газу слідує:<math>\frac{dp}{d\rho}=C^2</math>, тут <math>\,\rho</math> - локальна щільність газу, <math>\, p </math> - локальне тиск. З урахуванням цього, а також з урахуванням стаціонарності і одномірності потоку рівняння Ейлера набуває вигляду:
<center><math>
v\frac{dv}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{d\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
= - \frac{C^2}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
</math>,</center>

що, враховуючи (3), перетворюється в <math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} = -M^2\cdot \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx}</math>.     '''(4)'''

Рівняння (4) є ключовим у даному міркуванні.
Розглянемо його в такій формі: 
<center><math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} / \frac{1}{v} \frac{dv}{dx} = -M^2 </math>     '''(4.1)'''</center> 
Величини <math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} </math> и <math>\frac{1}{v} \frac{dv}{dx} </math> характеризують відносну ступінь змінності по координаті <math>\,x</math> щільності газу і його швидкості відповідно. Причому рівняння (4.1) показує, що співвідношення між цими величинами рівне квадрату числа Маха (знак мінус означає протилежну спрямованість змін: при зростанні швидкості щільність убуває). Таким чином, на дозвукових швидкостях <math>\,(M<1)</math> щільність змінюється в меншій мірі, ніж швидкість, а на надзвукових <math>\,(M>1)</math> - навпаки. Як буде видно далі, це і визначає звужуючу-розширюючу форму сопла.

Оскільки масова витрата газу постійна:
<center><math>\rho\cdot v\cdot A = \mathsf{const}</math>,</center>
где <math>\, A </math> - площа місцевого перетину сопла,

<center><math>\ln \rho + \ln v + \ln A = \ln(\mathsf{const})</math>,</center>
диференціюючи обидві частини цього рівняння по <math>\, x </math>, одержуємо:
<center><math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} + \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx} + \frac{1}{A}\cdot \frac{dA}{dx} = 0</math></center>.
Після підстановки з (4) в це рівняння, отримуємо остаточно:
<center><math>\frac{dA}{dx} = \frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}\cdot ({M^2 - 1})</math>     '''(5)'''</center>
Зауважимо, що при збільшенні швидкості газу в соплі знак вираження <math>\frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}</math> позитивний і, отже, знак похідної <math>\frac{dA}{dx}</math> визначається знаком вираження : <math>\,({M^2 - 1})</math>

[[Файл:Сопло.png|thumb|Ілюстрація роботи сопла Лаваля. У міру руху газу по соплу, його абсолютна температура Т і тиск Р знижуються, а швидкість V зростає, М - число Маха]]

З чого можна зробити наступні висновки:
*При дозвуковой швидкості руху газу <math>\,(M<1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}<0</math> - сопло звужується.
*При надзвуковій швидкості руху газу <math>\,(M>1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}>0</math> - сопло розширюється.
*При русі газу зі швидкістю звуку <math>\,(M = 1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}=0</math> - площа поперечного перерізу досягає екстремуму, тобто має місце найвужчий перетин сопла, званий критичним.

Отже, на звуженій, докритичній ділянці сопла рух газу відбувається з дозвуковими швидкостями. У найвужчому, критичному перетині сопла локальна швидкість газу сягає звуковій. На розширеній, закритичній ділянці, газовий потік рухається з надзвуковою швидкістю, прискорюючись. Це прискорення відбувається завдяки тому, що хвиля зниження тиску від розширеної порції газу в надзвуковому потоці не встигає розповсюдитися на наступні за нею інші порції. Закон Бернуллі в цих умовах не виконується. Як наслідок цього, маємо корисну роботу.

==Використання сопла Лаваля==

Широко використовується в парових і газових турбінах, ракетних і повітряно-реактивних двигунах, газодинамічних лазерах, обладнанні для нанесення фарб, абразиво-струминній обробці тощо.

Залежно від технічного призначення сопла виникають специфічні завдання розрахунку: наприклад, в соплі аеродинамічних труб необхідно забезпечити створення рівномірного і паралельного потоку газу у вихідному перетині, вимоги до сопла ракетних двигунів полягають в здобутті найбільшого імпульсу газового потоку у вихідному перетині сопла при його заданих габаритних розмірах.

Ці та інші технічні завдання привели до бурхливого розвитку теорії сопла, що враховує наявність в газовому потоці рідких і твердих часток, нерівноважних хімічних реакцій, перенесення променистої енергії, що зажадало широкого вживання ЕОМ(електронна обчислювальна машина) для вирішення вказаних завдань, а також для розробки складних експериментальних методів дослідження сопла.

Сопла Лаваля

2012-05-10T19:31:14Z

Дідич Ірина: /* Використання сопла Лаваля */

[[Файл:9612 081.2.preview.gif|thumb|Схема течії в соплі Лаваля]]

'''Сопло Лаваля''' — технічне пристосування, яке служить для прискорення газового потоку, що проходить по ньому до швидкостей, що перевищують швидкість звуку.
У найпростішому випадку сопло представляє собою циліндричний або конічний патрубок (насадок), один кінець якого приєднаний до джерела рідини чи газу, а з іншого виходить сформований струмінь.

==Принцип дії ==

[[Файл:Безымянный_shf.png|thumb|Сопло Лаваля‎]]
'''Сопло Лаваля''' – це комбіноване сопло, яке спочатку звужується, а після розширюється. В самому вузькому місці(найменше січення) завжди встановлюється критична швидкість <math>
{\omega _{2kp}}
</math> і максимальна витрата.В розширюючій частині при постійній витраті <math>
{m_{\max }}
</math> швидкість зростає, а її величина визначається з рівняння (1):

<math>
{\omega _2} = \sqrt {2\frac{k}{{k - 1}}} {P_1}{V_1}\left[ {1 - {{\left( {\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}} \right)}^{\frac{{k - 1}}{k}}}} \right]
</math> - швидкість потоку

Сопло використовується для раціонального використання енергії потоку при умові, що
<math>
\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} \triangleleft {\beta _{kp}}
</math>. Розміри сопла визначаються з рівняння (2) у випадку коли відома витрата
m. Спочатку знаходимо площу мінімального січення сопла і його діаметр.

Довжина розширюючої частини визначається:

<math>
l = \frac{{D - d}}{{2tg\frac{\alpha }{2}}}
</math>, де
*D – діаметр вихідного січення;
*d – мінімальний діаметр сопла (у найвужчій частині);
*α - кут конусності, який вибирають з умови неперервності потоку;
*α=10-12°

Феномен прискорення газу до надзвукових швидкостей в соплі Лаваля був виявлений в кінці XIX ст. експериментальним шляхом. Пізніше це явище знайшло теоретичне пояснення в рамках газової динаміки.

При наступному аналізі перебігу газу в соплі Лаваля приймаються наступні допущення:

*Газ вважається ідеальним.
*Газовий потік є ізоентропним (тобто має постійну ентропію, сили тертя і дисипативні втрати не враховуються) і адіабатичним (тобто теплота не підводиться і не відводиться).
*Газова течія є стаціонарним і одновимірним, тобто в будь-якій фіксованій точці сопла всі параметри потоку постійні в часі і змінюються тільки уздовж осі сопла, причому у всіх точках обраного поперечного перерізу параметри потоку однакові, а вектор швидкості газу всюди паралельний осі симетрії сопла.
*Масова витрата газу однакова у всіх поперечних перерізах потоку.
*Вісь симетрії сопла є просторовою координатою.
Ставлення локальної швидкості <math>\,v</math> до локальної швидкості звуку '''<math>\, C </math>''' позначається числом Маха, яке також розуміється місцевим, тобто залежним від координати '''<math>\, x </math>''':
<center><math>M = \frac{v}{C}</math>    '''(3)'''</center>

З рівняння стану ідеального газу слідує:<math>\frac{dp}{d\rho}=C^2</math>, тут <math>\,\rho</math> - локальна щільність газу, <math>\, p </math> - локальне тиск. З урахуванням цього, а також з урахуванням стаціонарності і одномірності потоку рівняння Ейлера набуває вигляду:
<center><math>
v\frac{dv}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{d\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
= - \frac{C^2}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
</math>,</center>

що, враховуючи (3), перетворюється в <math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} = -M^2\cdot \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx}</math>.     '''(4)'''

Рівняння (4) є ключовим у даному міркуванні.
Розглянемо його в такій формі: 
<center><math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} / \frac{1}{v} \frac{dv}{dx} = -M^2 </math>     '''(4.1)'''</center> 
Величини <math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} </math> и <math>\frac{1}{v} \frac{dv}{dx} </math> характеризують відносну ступінь змінності по координаті <math>\,x</math> щільності газу і його швидкості відповідно. Причому рівняння (4.1) показує, що співвідношення між цими величинами рівне квадрату числа Маха (знак мінус означає протилежну спрямованість змін: при зростанні швидкості щільність убуває). Таким чином, на дозвукових швидкостях <math>\,(M<1)</math> щільність змінюється в меншій мірі, ніж швидкість, а на надзвукових <math>\,(M>1)</math> - навпаки. Як буде видно далі, це і визначає звужуючу-розширюючу форму сопла.

Оскільки масова витрата газу постійна:
<center><math>\rho\cdot v\cdot A = \mathsf{const}</math>,</center>
где <math>\, A </math> - площа місцевого перетину сопла,

<center><math>\ln \rho + \ln v + \ln A = \ln(\mathsf{const})</math>,</center>
диференціюючи обидві частини цього рівняння по <math>\, x </math>, одержуємо:
<center><math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} + \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx} + \frac{1}{A}\cdot \frac{dA}{dx} = 0</math></center>.
Після підстановки з (4) в це рівняння, отримуємо остаточно:
<center><math>\frac{dA}{dx} = \frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}\cdot ({M^2 - 1})</math>     '''(5)'''</center>
Зауважимо, що при збільшенні швидкості газу в соплі знак вираження <math>\frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}</math> позитивний і, отже, знак похідної <math>\frac{dA}{dx}</math> визначається знаком вираження : <math>\,({M^2 - 1})</math>

[[Файл:Сопло.png|thumb|Ілюстрація роботи сопла Лаваля. У міру руху газу по соплу, його абсолютна температура Т і тиск Р знижуються, а швидкість V зростає, М - число Маха]]

З чого можна зробити наступні висновки:
*При дозвуковой швидкості руху газу <math>\,(M<1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}<0</math> - сопло звужується.
*При надзвуковій швидкості руху газу <math>\,(M>1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}>0</math> - сопло розширюється.
*При русі газу зі швидкістю звуку <math>\,(M = 1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}=0</math> - площа поперечного перерізу досягає екстремуму, тобто має місце найвужчий перетин сопла, званий критичним.

Отже, на звуженій, докритичній ділянці сопла рух газу відбувається з дозвуковими швидкостями. У найвужчому, критичному перетині сопла локальна швидкість газу сягає звуковій. На розширеній, закритичній ділянці, газовий потік рухається з надзвуковою швидкістю, прискорюючись. Це прискорення відбувається завдяки тому, що хвиля зниження тиску від розширеної порції газу в надзвуковому потоці не встигає розповсюдитися на наступні за нею інші порції. Закон Бернуллі в цих умовах не виконується. Як наслідок цього, маємо корисну роботу.

==Використання сопла Лаваля==

Широко використовується в парових і газових турбінах, ракетних і повітряно-реактивних двигунах, газодинамічних лазерах, обладнанні для нанесення фарб, абразиво-струминній обробці тощо.

Залежно від технічного призначення сопла виникають специфічні завдання розрахунку: наприклад, в соплі аеродинамічних труб необхідно забезпечити створення рівномірного і паралельного потоку газу у вихідному перетині, вимоги до сопла ракетних двигунів полягають в здобутті найбільшого імпульсу газового потоку у вихідному перетині сопла при його заданих габаритних розмірах.

Ці та інші технічні завдання привели до бурхливого розвитку теорії сопла, що враховує наявність в газовому потоці рідких і твердих часток, нерівноважних хімічних реакцій, перенесення променистої енергії, що зажадало широкого вживання ЕОМ(електронна обчислювальна машина) для вирішення вказаних завдань, а також для розробки складних експериментальних методів дослідження сопла.

Сопла Лаваля

2012-05-10T19:30:47Z

Дідич Ірина:

[[Файл:9612 081.2.preview.gif|thumb|Схема течії в соплі Лаваля]]

'''Сопло Лаваля''' — технічне пристосування, яке служить для прискорення газового потоку, що проходить по ньому до швидкостей, що перевищують швидкість звуку.
У найпростішому випадку сопло представляє собою циліндричний або конічний патрубок (насадок), один кінець якого приєднаний до джерела рідини чи газу, а з іншого виходить сформований струмінь.

==Принцип дії ==

[[Файл:Безымянный_shf.png|thumb|Сопло Лаваля‎]]
'''Сопло Лаваля''' – це комбіноване сопло, яке спочатку звужується, а після розширюється. В самому вузькому місці(найменше січення) завжди встановлюється критична швидкість <math>
{\omega _{2kp}}
</math> і максимальна витрата.В розширюючій частині при постійній витраті <math>
{m_{\max }}
</math> швидкість зростає, а її величина визначається з рівняння (1):

<math>
{\omega _2} = \sqrt {2\frac{k}{{k - 1}}} {P_1}{V_1}\left[ {1 - {{\left( {\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}} \right)}^{\frac{{k - 1}}{k}}}} \right]
</math> - швидкість потоку

Сопло використовується для раціонального використання енергії потоку при умові, що
<math>
\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} \triangleleft {\beta _{kp}}
</math>. Розміри сопла визначаються з рівняння (2) у випадку коли відома витрата
m. Спочатку знаходимо площу мінімального січення сопла і його діаметр.

Довжина розширюючої частини визначається:

<math>
l = \frac{{D - d}}{{2tg\frac{\alpha }{2}}}
</math>, де
*D – діаметр вихідного січення;
*d – мінімальний діаметр сопла (у найвужчій частині);
*α - кут конусності, який вибирають з умови неперервності потоку;
*α=10-12°

Феномен прискорення газу до надзвукових швидкостей в соплі Лаваля був виявлений в кінці XIX ст. експериментальним шляхом. Пізніше це явище знайшло теоретичне пояснення в рамках газової динаміки.

При наступному аналізі перебігу газу в соплі Лаваля приймаються наступні допущення:

*Газ вважається ідеальним.
*Газовий потік є ізоентропним (тобто має постійну ентропію, сили тертя і дисипативні втрати не враховуються) і адіабатичним (тобто теплота не підводиться і не відводиться).
*Газова течія є стаціонарним і одновимірним, тобто в будь-якій фіксованій точці сопла всі параметри потоку постійні в часі і змінюються тільки уздовж осі сопла, причому у всіх точках обраного поперечного перерізу параметри потоку однакові, а вектор швидкості газу всюди паралельний осі симетрії сопла.
*Масова витрата газу однакова у всіх поперечних перерізах потоку.
*Вісь симетрії сопла є просторовою координатою.
Ставлення локальної швидкості <math>\,v</math> до локальної швидкості звуку '''<math>\, C </math>''' позначається числом Маха, яке також розуміється місцевим, тобто залежним від координати '''<math>\, x </math>''':
<center><math>M = \frac{v}{C}</math>    '''(3)'''</center>

З рівняння стану ідеального газу слідує:<math>\frac{dp}{d\rho}=C^2</math>, тут <math>\,\rho</math> - локальна щільність газу, <math>\, p </math> - локальне тиск. З урахуванням цього, а також з урахуванням стаціонарності і одномірності потоку рівняння Ейлера набуває вигляду:
<center><math>
v\frac{dv}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{dx}
= - \frac{1}{\rho}\cdot \frac{dp}{d\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
= - \frac{C^2}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx}
</math>,</center>

що, враховуючи (3), перетворюється в <math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} = -M^2\cdot \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx}</math>.     '''(4)'''

Рівняння (4) є ключовим у даному міркуванні.
Розглянемо його в такій формі: 
<center><math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} / \frac{1}{v} \frac{dv}{dx} = -M^2 </math>     '''(4.1)'''</center> 
Величини <math>\frac{1}{\rho} \frac{d\rho}{dx} </math> и <math>\frac{1}{v} \frac{dv}{dx} </math> характеризують відносну ступінь змінності по координаті <math>\,x</math> щільності газу і його швидкості відповідно. Причому рівняння (4.1) показує, що співвідношення між цими величинами рівне квадрату числа Маха (знак мінус означає протилежну спрямованість змін: при зростанні швидкості щільність убуває). Таким чином, на дозвукових швидкостях <math>\,(M<1)</math> щільність змінюється в меншій мірі, ніж швидкість, а на надзвукових <math>\,(M>1)</math> - навпаки. Як буде видно далі, це і визначає звужуючу-розширюючу форму сопла.

Оскільки масова витрата газу постійна:
<center><math>\rho\cdot v\cdot A = \mathsf{const}</math>,</center>
где <math>\, A </math> - площа місцевого перетину сопла,

<center><math>\ln \rho + \ln v + \ln A = \ln(\mathsf{const})</math>,</center>
диференціюючи обидві частини цього рівняння по <math>\, x </math>, одержуємо:
<center><math>\frac{1}{\rho}\cdot \frac{d\rho}{dx} + \frac{1}{v}\cdot \frac{dv}{dx} + \frac{1}{A}\cdot \frac{dA}{dx} = 0</math></center>.
Після підстановки з (4) в це рівняння, отримуємо остаточно:
<center><math>\frac{dA}{dx} = \frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}\cdot ({M^2 - 1})</math>     '''(5)'''</center>
Зауважимо, що при збільшенні швидкості газу в соплі знак вираження <math>\frac{A}{v}\cdot\frac{dv}{dx}</math> позитивний і, отже, знак похідної <math>\frac{dA}{dx}</math> визначається знаком вираження : <math>\,({M^2 - 1})</math>

[[Файл:Сопло.png|thumb|Ілюстрація роботи сопла Лаваля. У міру руху газу по соплу, його абсолютна температура Т і тиск Р знижуються, а швидкість V зростає, М - число Маха]]

З чого можна зробити наступні висновки:
*При дозвуковой швидкості руху газу <math>\,(M<1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}<0</math> - сопло звужується.
*При надзвуковій швидкості руху газу <math>\,(M>1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}>0</math> - сопло розширюється.
*При русі газу зі швидкістю звуку <math>\,(M = 1)</math>, похідна <math>\frac{dA}{dx}=0</math> - площа поперечного перерізу досягає екстремуму, тобто має місце найвужчий перетин сопла, званий критичним.

Отже, на звуженій, докритичній ділянці сопла рух газу відбувається з дозвуковими швидкостями. У найвужчому, критичному перетині сопла локальна швидкість газу сягає звуковій. На розширеній, закритичній ділянці, газовий потік рухається з надзвуковою швидкістю, прискорюючись. Це прискорення відбувається завдяки тому, що хвиля зниження тиску від розширеної порції газу в надзвуковому потоці не встигає розповсюдитися на наступні за нею інші порції. Закон Бернуллі в цих умовах не виконується. Як наслідок цього, маємо корисну роботу.

==Використання сопла Лаваля==

Широко використовується в парових і газових турбінах, ракетних і повітряно-реактивних двигунах, газодинамічних лазерах, обладнанні для нанесення фарб, абразиво-струминній обробці тощо.

Залежно від технічного призначення сопла виникають специфічні завдання розрахунку: наприклад, в соплі аеродинамічних труб необхідно забезпечити створення рівномірного і паралельного потоку газу у вихідному перетині, вимоги до сопла ракетних двигунів полягають в здобутті найбільшого імпульсу газового потоку у вихідному перетині сопла при його заданих габаритних розмірах.

Ці та інші технічні завдання привели до бурхливого розвитку теорії сопла, що враховує наявність в газовому потоці рідких і твердих часток, нерівноважних хімічних реакцій, перенесення променистої енергії, що зажадало широкого вживання ЕОМ(електронна обчислювальна машина) для вирішення вказаних завдань, а також для розробки складних експериментальних методів дослідження сопла.
nbsp;'''(4)'''

Рівняння (4) є ключовим у даному міркуванні.
Розглянемо його в такій формі:

Файл:Сопло.png

2012-05-10T19:20:03Z

Дідич Ірина:

Файл:1.png

2012-05-10T19:07:55Z

Дідич Ірина: завантажив нову версію «Файл:1.png»: Повернення до версії від 18:51, 10 травня 2012

Загальна схема чорного ящика

Файл:1.png

2012-05-10T19:05:19Z

Дідич Ірина:

Загальна схема чорного ящика

Файл:1.png

2012-05-10T18:51:22Z

Дідич Ірина:

Загальна схема чорного ящика