УДК 62

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ-КАТАЛКИ

Алтынпара Артём Вячеславович1, Хизриев Умар Ибрагимович1
1Военно-медицинская академия имени Кирова

Аннотация
В настоящий момент тележки—каталки используются во всех машинах скорой медицинской помощи. С помощью них осуществляется транспортировка пациента из машины скорой медицинской помощи в медицинское учреждение. Но как быть если медицинского персонала не хватает (либо пациент не подъёмный, а довезти до отделения его нужно) и приходится справляться силами одного работника?
Эту проблему можно решить двумя способами: внедрением электродвигателя с сервоприводом и с помощью радиосигналов приёмника и передатчика.

Ключевые слова: , , , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Алтынпара А.В., Хизриев У.И. Исследование методов автоматизированного управления тележки-каталки // Современные научные исследования и инновации. 2022. № 10 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2022/10/98942 (дата обращения: 24.01.2023).

Введение

Актуальность разработки (цель исследования) обоснована тем, что в некоторых случаях при транспортировке больных или раненых медицинского персонала может просто не хватать, а больной зачастую находится в бессознательном состоянии. Правильно собранная микросхема шифратора для пульта и микросхема дешифратора, установленная для внедрённого сервопривода на каталку, позволят либо понижать, либо повышать скорость каталки, менять угол поворота, управлять движением на большой дистанции. Пациент сам сможет довезти себя до отделения.

В связи с этим потребуется электродвигатель для каталки. Он должен выполнять две основные задачи перемещения в пространстве:

1. Рыскание — Поворот каталки вправо или влево. Это основное движение для вращения каталки. Оно достигается с помощью левой ручки газа влево или вправо на пульте.

2. Тангаж — это движение каталки вперед или назад. Подача вперед обычно достигается нажатием ручки газа вперед, что заставляет каталку двигаться вперед от вас. Шаг назад достигается перемещением ручки газа назад.

Материалы и методы

Когда станет понятно, как такая штука будет двигаться, необходимо остановиться на операторе. Ведь каталкой нужно будет управлять. И желательно это делать комфортно, точно, не доставляя неудобств пациенту. Оператору предлагается несколько вариантов.

1. Пульт управления, работающий по радиоканалу. Такое устройство не предусматривает обратной связи с каталкой. С его помощью регулируют высоту и повороты при движении. Для этого на пульте установлены два отдельных джойстика. Один предназначен для уменьшения и увеличения высоты, другой — для плавного управления поворотами. Главное достоинство радиопульта в большой дальности работы, а недостаток – сигнал можно перехватить или заглушить.

2. Использование сервопривода. Это силовой агрегат, управление которым реализовано через отрицательную обратную связь. Именно последняя дает возможность чутко контролировать заданные параметры перемещения. И у него просто должен быть датчик – позиции, нагрузки, скорости – и блок контроля, который поддерживает необходимые условия в автоматическом режиме.

Результаты и их обсуждение

Основные функциональные узлы электропривода следующие:

1.Сам привод – мотор, превращающий электрическую энергию в механическую (силу поворота); для снижения скорости до необходимой снабжен редуктором, передающим крутящий момент.

2.Энкодер – датчик обратной связи, преобразующий угол поворота в управляющий сигнал, контролирующий вращение выходного вала (на последнем закреплен инструмент или какой-то другой орган выполнения действия).

3.Электронная начинка, принимающая входящие параметры, считывающая и сравнивающая значения, выполняющая операции включения/выключения – это тоже то, из чего состоит сервопривод.

4.Проводка – подключение питания (два кабеля) и доставка сигнала контроля (еще один).

Принцип работы сервопривода сводится к следующему:

Привод получает импульс на вход, допустим, команду изменения угла. Блок управления соотносит полученный сигнал с фактическими значениями, снятыми датчиком. Исходя из результатов анализа, данная плата выдает команду – перемещения по какому-то вектору, ускорения или замедления, – причем обязательно направленную на то, чтобы привести реальную цифру к заданной и необходимой.

Поскольку, тележка—каталка будет выполнять роль радиоуправляемой машинки, необходимо использовать большой (из-за размеров тележки), синхронный (отличается быстрым набором оборотов, а также прецизионным вращением), аналоговый (импульсы обрабатывает микросхема) сервопривод с карбоновыми шестерёнками (прочными и износостойкими).

Основные преимущества при использовании сервопривода: помехоустойчивость и быстрый отклик объекта управления на команды.

Главные недостатки: небольшой радиус действия сигнала и его долгая настройка.

Абстрагируясь от электроприводов и возвращаясь к радиосигналам, для автономного передвижения устройства (радиоуправляемой машинки) необходимо иметь передатчик (пульт управления), приёмник (печатная плата) и комплект антенн.

Если вкратце про пульт, то он содержит микросхему шифратор, которая вырабатывает сигналы команд и радиопередатчик на двух транзисторах. Пульт посылает в эфир команды, а машинка эти команды принимает и их исполняет.

Плата радиоуправляемой модели(машинки) состоит из трех частей: 1 радиоприемник, 2 микросхема-дешифратор, 3 Н-мост для управления двигателями.

Применяемый радиоприемник в недорогих моделях радиоуправления называется сверхрегенератор. У такого приемника мало деталей и очень простая схема, надежная работа и очень простая настройка на сигнал. На осциллографе он примет вид синусоиды.

Поэтому основными достоинствами данного метода будут простота в настройке и большой диапазон передачи сигнала. Но есть и недостатки: слишком широкая принимаемая полоса пропускания, паразитное излучение и, как следствие – помехи.

Заключение

В последнее время беспроводные устройства связи упорно вытесняют проводную связь. Это связано в первую очередь с постоянным снижением стоимости радиочастотных компонентов – радио-трансиверов, антенн и др. В то же время растет стоимость материалов для проводной связи. Сейчас наблюдается бум беспроводных технологий, беспроводную связь внедряют там, где требуется локальная связь на расстоянии от единиц до сотен метров. Процесс создания современных систем дистанционного беспроводного управления насчитывает не один десяток лет. Из многих предлагаемых методов передачи сигнала в наше время чаще применяют ультразвуковые, инфракрасные и радиочастотные системы.

Таким образом, устройства, управляемые дистанционно – это правильный путь эволюции от ручной эксплуатации к автоматизированным процессам как в промышленности, так и в быту.


Библиографический список
  1. Застела, М.Ю. Основы радиоэлектроники и связи / М.Ю. Застела. – Ч. 2. – Казань: ЗАО «Новое знание», 2009.
  2. Анучин, А.С. Системы управления электроприводов / А.С. Анучин. – Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. – 373 c.
  3. Бекишев, Р.Ф. Электропривод: Учебное пособие для академического бакалавриата / Р.Ф. Бекишев, Ю.Н. Дементьев. – Люберцы: Юрайт, 2016. – 301 c.
  4. Васильев, Б.Г. Электропривод. Энергетика электропривода: Учебник / Б.Г. Васильев. – М.: Солон-пресс, 2015. – 268 c.
  5. Курбанов, С.А. Основы электропривода: Учебное пособие / С.А. Курбанов, Д.С. Магомедова. – СПб.: Лань П, 2016. – 192 c.
  6. Москаленко, В.В. Системы автоматизированного упр. электропривода: Уч. / В.В. Москаленко. – М.: Инфра-М, 2018. – 576 c.
  7. Неменко, А.В. Механические компоненты электропривода машин: расчет и проектирование: Учебное пособие / А.В. Неменко. – М.: Вузовский учебник, 2017. – 253 c.
  8. Онищенко, Г.Б. Теория электропривода: Учебник / Г.Б. Онищенко. – М.: Инфра-М, 2018. – 384 c.
  9. Фролов, Ю.М. Регулируемый асинхронный электропривод: Учебное пособие / Ю.М. Фролов, В.П. Шелякин. – СПб.: Лань, 2018. – 464 c.
  10. Плаксиенко, В. С. Основы приема и обработки сигналов [Текст]: учеб, пособие. Часть 3 / В. С. Плаксиенко, Н. Е. Плаксиенко. – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2016-80 с.
  11. Еременко, В. Т. Радиоприемные устройства [Текст]: учеб, пособие / В. Т. Еременко [и др.]. – Орел: ОГУ им. И.С. Тургенева, 2018. – 165 с.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Алтынпара Артём Вячеславович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация