Чтобы машина «слушалась»…
Большая часть автомобилей и механизмов, применяемых в индустрии, сельском хозяйстве и в сфере обслуживания, сами по себе, к сожалению, еще не трудятся. Эти механизмы приходится включать, выключать, поменять их направление и скорость перемещения и т. д., другими словами нужно руководить их работой.
Чем дальше развиваются наука и техника, тем все больше человек пытается высвободить себя от малопроизводительного и тяжелого физического труда.
Подобная работа во все громадном количестве перекладывается на автомобили. Но подчас и управление механизмами не редкость связано с нелегкими физически сложными действиями; исходя из этого и показались самоуправляемые автомобили, автоматы и полуавтоматы, к примеру, в авиации — «летчик-робот», автопилот, в связи — автоматические телефонные станции, в торговле — автоматы и еще многие «умные» автомобили (рис. 1). Все более широкое использование находят в технике правила кибернетики, бионики, пневмоники, телемеханики.
Разработкой таких механизмов заняты многочисленные коллективы инженеров, ученых, поскольку как раз автоматизация и механизация производственных процессов лежат в базе научного прогресса, они являются базой производительных развития сил и мощного производства отечественного общества.
Разрабатывая технические устройства, мы кроме этого попытаемся решить кое-какие задачи, которые связаны с выбором оптимальных правил управления работой этих устройств.
Выстроим блок-схему работы будущего механизма управления (рис. 2). Сначала необходимо проанализировать работу блок-схемы, а после этого и наметить принцип действия командного устройства.
Разглядим вероятные обстановки, в которых нужно будет трудиться отечественным автомобилям.
Определим действия устройства, трудящегося в школьных мастерских, мысль которого уже рассматривалась в издании «Моделист-конструктор» (№ 9, 1974, стр. 47).
Перемещение механизма в данной мастерской быть может, к примеру, по таким маршрутам:
А — от стола преподавателя около рабочих столов учеников;
Б — от стола преподавателя между торцами рабочих столов учеников и обратно к столу преподавателя.
недостатки и Каковы достоинства этих маршрутов перемещения?
Преимущество маршрута А пребывает в том, что перемещение устройства осуществляется с постоянной скоростью и в одном направлении, другими словами не изменяется направление вращения вала двигателя. Его минус — относительно сложный и долгий путь перемещения устройства, а следователь но, и длительность раздачи заготовок, подробностей и т. д. Помимо этого, при перемещении устройства по маршруту А запрещено всецело исключить возможность столкновения устройства с учеником.
Преимуществом маршрута Б есть, во-первых, более маленький путь перемещения. Наряду с этим ученики смогут брать развозимые предметы в один момент с двух сторон, а это дает дополнительную экономию времени. Во-вторых, перемещение осуществляется по прямей, по надёжному пути, контролируемому учениками и учителем, и значительно уменьшается возможность происхождения наряду с этим аварийной ситуации.
У маршрута Б имеется и недочёт: необходимость трансформации направления перемещения на полпути на 130°.
Вывод, думается, ясен: выбираем маршрут Б и вносим дополнительное уточнение: нужно предусмотреть возможность остановки устройства у каждого рабочего стола учеников по команде любого из них.
Логика работы устройства выглядит тек: преподаватель дает команду «перемещение», устройство перемещается по прямой, преходит между торцами рабочих столов учеников, после этого возвращается к столу преподавателя и останавливается. При необходимости его возможно остановить у любого из рабочих столов (в роли командного устройства выступает тут преподаватель либо ученик).
Определяем принцип работы механизма управления устройством.
Потому, что любая передача команд требует затраты энергии, нужно сначала выбрать ее источник. Мы договорились, что это будет батарейка, исходя из этого нам несложнее всего в механизме управления применять электричество. Руководить отечественным устройством свидетельствует подавать команду: на перемещение, на остановку направления и изменение перемещения.
Для трансформации направления перемещения отечественного устройства достаточно вынудить вал двигателя вращаться в противоположную сторону, что достигается весьма легко трансформацией направления тока посредством тумблера. Для перемещения либо остановки устройства достаточно включить либо отключить электрическое питание двигателя.
Сейчас отечественная задача сводится к составлению электрической схемы; ее компоненты — электродвигатель, тумблер, источник и выключатель постоянного тока.
Для контроля включения устройства под напряжение возможно применять лампочку с цветным светофильтром либо лампу-кнопку. Одна из вероятных электрических схем управления устройством продемонстрирована на рисунке 3.
В случае если у вас нет готового тумблера, предлагаем изготовить его самостоятельно. На рисунке 4 продемонстрировано пара в полной мере работоспособных конструкций самодельных тумблеров.
Разглядим возможности управления действиями устройства на пришкольном участке (II вариант).
Тут рабочие обстановки смогут быть самыми разными и частенько изменяться. Исходя из этого программировать их не нужно. В этом случае одним из рациональных ответов можно считать управление перемещением устройства на всем пути его следования, другими словами конкретно человеком. Это значит, что человек идет рядом с устройством и подает ему команды «остановка» и «движение».
Электрическая схема наряду с этим возможно подобна предыдущей (см. рис. 3), но переключения осуществляются вручную.
При разработке механизма управления работой модели планетохода кроме этого нужно в первую очередь уточнить вероятные обстановки, в которых ему нужно будет работать.
Разглядим кое-какие из них.
I. Устройство доставили в грузовой ракете в какую-то удобную для посадки точку планеты, из которой планетоход обязан выполнять выходы в определенные пункты либо по определенным маршрутам с целью сбора разной информации. По команде он обязан возвратиться обратно к ракете.
II. Планетоход совершает перевозки грузов от космического корабля до стационарной базы на планете. При подходе к базе устройство подает сигнал о прибытии.
III.
Вызов планетохода, к примеру, в аварийной обстановке. По команде из точки аварии планетоход движется к данной точке, при подходе к ней останавливается и ведет передачу информации на базу. В случае если попавшие в беду астронавты смогут сами погрузиться на прибывший к ним планетоход, то он доставляет их на базу либо на косvический корабль в зависимости от взятой команды.
Сейчас оформим эти ситуации в таблицу и наметим действия, каковые обязана выполнять модель планетохода в списанных обстановках.
Командные сигналы смогут подаваться в любой последовательности.
Определим принцип работы механизма управления моделью планетохода А. Потому, что модель обязана различать направления командных сигналов, то по аналогии, к примеру, со зрительной реакцией человека возможно выстроить управление посредством «глаз», каковые принимают световые сигналы.
Обстановка — ДЕЙСТВИЯ МОДЕЛИ
I. Командных сигналов нет, питание включено. -Модель планетохода совершает круговое перемещение.
II. Командный сигнал слева. -Модель планетохода совершает поворот налево, пока источник сигнала не будет прямо по курсу.
III.
Командный сигнал справа. -Модель планетохода совершает поворот направо, пока источник сигнала не будет прямо по курсу.
IV. Командный сигнал прямо по курсу. -Модель планетохода движется прямо.
V. Командный сигнал по курсу на определенном (регулируемом) расстоянии. -Модель планетохода останавливается и начинает передачу информации: источник командных сигналов отыскан.
Итак, разглядим вариант управления с применением «света» и глаз. В зависимости от того, с какой стороны появляется сигнал (другими словами освещается правый либо левый «глаз»), срабатывает соответствующее реле. Подается питание на двигатель, и осуществляется поворот в сторону источника света, по окончании чего перемещение идет прямо на источник сигнала, другими словами обеспечивается обстановка II; III; IV.
В случае если «глаза» модели планетохода «скосить» по курсу, то при приближении к источнику сигнала на определенное, заблаговременно установленное расстояние оба «глаза» будут освещены одинаково. Наряду с этим сработают соответствующие реле, отключающие питание двигателей, и включится сигнал, информирующий о том, что источник командных сигналов отыскан (обстановка V).
В случае если источник света отключить, модель начинает искать новый источник сигналов — поворачивается около оси (обстановка I).
При подаче сигнала модель двинется к нему и т. д.
Последовательность работы может обеспечить предлагаемая схема (рис. 5).
Предлагаем вам продолжить разработку технических устройств, каковые мы наметили ранее (см, «Моделист-конструктор» № 9, 1974).
ЛИТЕРАТУРА
Артоболевский И. И. Механизмы в современной технике. М., «Наука», 1971.
«Детская энциклопедия», т. 5, М., «Просвещение», 1965. Дмитренко А. Н. Электронная автоматика. М., Изд-во ДОСААФ, 1973.
Дьяков А. В. Радиоуправляемые модели. М., Изд-во ДОСААФ, 1973.
Издания «Моделист-конструктор», «Радио» за 1973, 1974 годы.
(Продолжение направляться)
