"Кран-манипулятор", текстовый документ

Введение

Гидравлика ^[2] - прикладная наука о законах движения, равновесия жидкостей и способах приложения этих законов к решению задач инженерной практики. Это слово произошло от греческого “hydros” - «вода».  Гидравлика является молодой наукой, ей всего несколько сот лет. Начало положил Паскаль, открыв принцип гидравлики. Этот принцип дошел до наших времен как Закон Паскаля. Понятие «гидроманипулятор» появилось относительно недавно. Гидроманипулятор- устройство «механическая рука» с гидроусилителем. Он используется во всех отраслях промышленного и сельскохозяйственного производства, коммунальной и строительной сферы. Простота конструкции и удобство применения - ключевые достоинства гидроманипулятора.

Актуальность выбранной темы

Кран-манипулятор ^[10] давно стал привычной машиной, которая используется во многих отраслях, представить современное производство без него невозможно. Эта техника известна человеку с древних времен и имеет интересную историю появления и развития. Во многих манипуляторах, для подъёма и опускания стрелы, работы ковша и управления поворотной платформой используется гидравлическая система. Работа гидравлической системы заключается в преобразовании энергии из одного вида в другой. Гидравлическая система является универсальной, эффективной и простой в управлении системой для передачи энергии.

Проблема: наблюдая за работой экскаватора, трактора – погрузчика, меня заинтересовало – а как работают данные машины??? Я решил попробовать создать модель гидравлического крана-манипулятора в домашних условиях.

Основное содержание

Гипотеза: простейший гидравлический кран-манипулятор - это робот, который можно сделать в домашних условиях.

Цель: создание модели гидравлического крана-манипулятора.

Задачи:

• изучить историю создания роботов

• изучить виды манипуляторов

• создать гидравлический кран-манипулятор в домашних условиях

• проверить работу манипулятора на практике

Объект исследования: кран - манипулятор.

Предмет исследования: принцип работы крана - манипулятора.

Методы: исследование, эксперимент , наблюдение, сравнение , анализ

Теоретическая часть

Кто придумал слово «Робот» ^[1]?

Своим названием роботы обязаны совсем не кибернетикам и даже не инженерам, а... писателю. Это Карел Чапек — известный чешский писатель и драматург впервые придумал это слово.

В книгах того времени про роботов писали очень много, это Карел Чапек, который и придумал это слово и Айзек Азимов, который в 1950 г. – объединил множество историй из жизни роботов в сборнике “Я, робот”.

• Самый главный вклад Азимова в робототехнику - “3 закона робототехники”:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.

2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.

3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому или Второму Законам.

Первые роботы появились еще 100 лет назад:

С тех пор роботы сопровождают нас повсюду и на суше и на море и даже в космосе!

Но роботу, для того чтобы он нам помогал – очень нужны руки, и это – манипуляторы. Именно им роботы и берут инструменты, грузы, выполняют даже сложнейшие хирургические операции.

Встречались особо тяжелые приспособления с пятью шкивами, имеющие две, три или четыре мачты.

Портовые краны появились позднее, в средние века, это была поворотная система, оборудованная двумя лебедками. Модели с поворотом вокруг вертикальной оси использовались в Голландии.

В 1800 году американец решил соединить кран и паровую машину, что дало значительный эффект по стоимости и скорости работ. Электрический кран придумали немцы ("Сименс") в 1880 году.

Гидравлика объясняет, как использовать силу воды с пользой для людей чтобы строить и переносить тяжести. Преимущество гидравлических механизмов заключается в их легкости, доступности материалов и простоте изготовления.

Практическая часть

Я попробовал собрать из подручных средств простейший гидравлический кран-манипулятор.

Для того нам понадобятся: много-много картона, клей-момент, несколько шприцов, клеевой пистолет, ножницы, деревянные палочки, плоскогубцы, режущие инструменты, трубки для переливания, дрель, кабельные стяжки.

Мне пришлось работать мини-дрелью, кусачками и горячим клеем. Сначала нужно вырезать детали из картона – это основа для моей гидравлической руки, затем сделаю отдельные заготовки с помощью спиц от велосипедного колеса и деревянных шпажек и шпателей.

Для того чтобы соединить детали я воспользовался суперклеем. Затем укрепил маленькими квадратиками, чтобы конструкция могла двигаться. При необходимости сгибаю металлические прутики с помощью плоскогубцев.

В качестве поворотного стола использовал «пальчиковую» батарейку. Управление системой происходит с помощью регулировки уровня жидкости шприцевыми поршнями, что обеспечивает игрушке подвижность и гибкость.

Заполню гидравлическую систему, набрав воды в шприц и подключив трубку, потом перегоняю воду в другой конец трубки и подсоединяю его к этому шприцу.

На отдельной платформе смонтировал пульт управления. Соединил детали из двух палочек и шприца с помощь шпажек. Установил на платформу 4 таких заготовки по очереди, а кончики шприцев закрепил стяжками к основе.

Теперь соединяю пульт управления с манипулятором на поворотной платформе. Таким же образом прикрепляю каждую трубку к шприцам. Благодаря разным цветам гидравлической жидкости будет проще разобраться, какой шприц, за что отвечает.

Вот такой удивительный кран-манипулятор можно собрать дома из подручных материалов.

Заключение

Работая над этим проектом, я окунулся в мир увлекательных опытов, познакомился с устройством и принципом работы гидравлических систем. Гидравлика - технология будущего, потому, что по техническим характеристикам она превосходит другие системы. Механизмы на основе гидравлики помогают ускорить осуществление разных видов работ. Гидравлические системы являются простыми в производстве, надёжными в эксплуатации, недорогими в обслуживании. Гидравлическая система - эффективный механизм для передачи энергии, который является универсальным и используется в самых разных отраслях.

Выполнение работы помогло мне понять некоторые принципы гидравлики, благодаря которым работают механизмы встречающиеся повсюду. А ещё я узнал, что гидравлические системы известны с глубокой древности. Оросительные каналы в государствах Древнего мира строили на основе знаний по гидравлике. Так же я понял, что в нашем организме тоже есть гидравлическая система. Сердце – это насос, а кровеносные сосуды – трубки для перекачивания крови.

В результате сборки, конструирования и проведённых опытов моя гипотеза, что простейший гидравлический манипулятор можно сделать в домашних условиях – подтвердилась. А это значит, что если хорошо постараться, то всё получится!

В дальнейшем планирую создать модель подъемного лифта, используя систему подвижных и неподвижных блоков, опираясь на полученные знания о гидравлических машинах

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Понятие «робот» ru.wikipedia.org

2. Гидравлика. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гидравлика

3. https://i.pinimg.com/736x/f0/24/60/f024606dc594a1409092d560dfe39ab1.jpg

4. https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_6638bd8e50b0d24c0cd4ffd1_6638c5bc50b0d24c0ce3c3c8/scale_1200

5. https://www.roscosmos.ru/media/gallery/big/38689/4803671365.jpg

6. https://www.electronpribor.ru/img/products/super/foto-sirius_t_bpt_1.jpg

7. https://yandex.ru/images/search?crop=0.016%3B0.016%3B0.984%3B0.984&lr=100510&rpt=imageview&serp_list_type=images&serp_list_type=images&url=https%3A%2F%2Favatars.mds.yandex.net%2Fget-images-cbir%2F2212806%2FnTAEzjRs3onl2RDJmfVoKw9613%2Forig

8. https://avatars.mds.yandex.net/i?id=001a777efa0ad89b709c590da8d11d97_l-3740767-images-thumbs&n=13

9. https://yandex.ru/images/search?crop=0.016%3B0.016%3B0.984%3B0.984&lr=100510&rpt=imageview&url=https%3A%2F%2Favatars.mds.yandex.net%2Fget-images-cbir%2F103236%2FOLsXgicqmUupXXDFsxg97w9839%2Forig

10. Манипулятор. История появления механизма. https://dzen.ru/media/nbp/manipuliator-istoriia-poiavleniia-mehanizma- 5ceafc567f585100b321a0f7

4