Безопасность на воде, в том числе на льду, является одним из актуальных вопросов помощи терпящим бедствие на воде. В большинстве случаев эта помощь оказывается специально обученными сотрудниками служб спасения (МЧС), оснащенными специальными спасательными средствами.
Одним из основных условий спасения с берега пострадавшего является максимально безопасное и быстрое приближение к утопающему.
В зимнее время на водоемах при попадании человека в полынью спасатели сталкиваются с проблемой приближения к утопающему, так как существует опасность провалиться под лед.
В качестве решения проблемы предлагается использование аэроглиссера на дистанционном управлении.
Небольшой аэроглиссер позволит быстро и безопасно доставить трап или спасательный круг к пострадавшему для дальнейшего извлечения человека из воды.
Спасатель при помощи джойстика с безопасного расстояния сможет управлять аэроглиссером, который доставит трап или спасательный круг пострадавшему, а затем с помощью троса вытащить его для дальнейшего оказания помощи.
На данный момент подобные средства существуют только с двигателем внутреннего сгорания, без дистанционного управления или в виде игровой мини-модели.
Разрабатываемое средство передвижения должно обладать большим временем автономной работы от аккумулятора, небольшой массой, габаритами, позволяющими перемещать его в автомобильном прицепе. Привод должен быть надежным и простым в обслуживании.
На основании перечисленных требований разработано устройство, трёхмерная модель которого представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Трёхмерная модель аэроглиссера
Электрический двигатель аэроглиссера раскручивает винт и создает воздушный поток, необходимый для движения.
Требованиям технического задания подходит двигатель BG 95x80 компании Dunkermotoren, который обеспечивает 1100 Вт выходной мощности непрерывно и может быть перегружен в четыре раза. Скорость вращения вала 3500 об/мин, крутящий момент двигателя 2,9 Н∙м.
Для работы двигателя выбраны два аккумулятора с напряжением 12 В, последовательно соединение которых даёт напряжение 24 В.
Требованиям нашего задания отвечает блок BLSD-50, который имеет выходы для внешнего управления (например, с компьютера или микропроцессора), рассчитан на напряжение 24 В, ток 50 А. Он производится на ООО «Электропривод» в городе Санкт-Петербург.
Блок управления BLSD-50 предназначен для управления трёхфазными бесколлекторными двигателями постоянного тока с датчиками Холла. Блок позволяет управлять скоростью, ускорением и направлением движения двигателя [1].
Микроконтроллер Arduino Uno R3 имеет множество возможностей, с помощью которых можно реализовать дистанционное управление двигателем, оборудование аэроглиссера различными датчиками.
Arduino Uno R3 представляет собой открытую платформу, позволяющую собирать разнообразные устройства. Arduino Uno может работать как в связке с компьютером, так и автономно.
Для управления направляющими воздуха, расположенными за винтом, необходим сервопривод, который управляется командами с микроконтроллера. Сервопривод (следящий привод) — привод с управлением через отрицательную обратную связь, позволяет точно управлять параметрами движения. Для разрабатываемого аэроглиссера был выбран сервопривод Feetech FS6530M.
Для дистанционного получения сигнала на Arduino был выбран радиомодуль XD-RF-5V. Отличительной особенностью данный блока является обеспечение передачи сигнала до 500 м. Для передачи сигнала может использоваться любой джойстик, работающий на частоте 433 Мгц. А также используя этот же радиомодуль, микроконтроллер Ардуино и различных органов управления, можно собрать собственный джойстик с отображением необходимой информации (скорость вала двигателя, заряд аккумуляторов и т. п.) и управлением дополнительных функций (головной свет, звуковые сигналы и т. п.).
Разработанная конструкция аэроглиссера позволяет создать опытный образец и провести его испытания в реальных условиях.
Литература:
- Блоки управления бесколлекторными двигателями [Электронный ресурс] //Интернет — магазин «Электропривод» URL:http://stepmotor.su/index.php/shd/view/productdetails/virtuemart_product_id/47/virtuemart_category_id/13 (дата обращения 7.05.2017)
