CC BY
1
IMPROVED PRECISION FOR TURNING ITEMS ON NUMERICALLY CONTROLLED, FUZZY CONTROL MACHINES
P.V. Zykin, R.N. Khamitov, S.N. Zherebtsov, L.S. Ganicheva
The analysis of the effectiveness of the use of control devices (UP) in the structure of technological means (TS) to improve the accuracy of turning on a CNC machine is carried out. As part of the study, a scheme of dependence of the roughness parameters and the feed rate of the cutting tool during processing of the workpiece surface was obtained, which allows us to analyze the dependence of the roughness parameter and the speed of the cutting tool, with the subsequent possibility of determining the algorithm for their regulation. A number of experiments have been carried out confirming the correctness of the functioning of the developed control system. The effect of the cutting speed on the cutting power at different roughness values has been studied. The analysis of the dependence of the cutting power on the cutting speed showed that when processing the surface of the part to ensure a higher amount of roughness, the cutting power increases. The nature of the influence of the roughness parameter Ra on cutting power at different cutting speeds is also investigated. The result obtained in the form of a graph showed that in the selected range of variation of Ra, the nature of the dependence Pp = FRa) at Vp = 80 m/min is almost linear. As the set roughness value Ra increases, the cutting power increases depending on the increase in the cutting speed. The process of applying the control system model to optimize the cutting process is analyzed, as a result, optimal cutting parameters are obtained to ensure various roughness values. According to the results of computer modeling, reducing the cutting depth from hp = 1,0 mm hp = 0,5 mm at a cutting speed Vp = 139^140 m/min for Ra = 12,5 reduces the cutting power on the cutter.
Key words: CNC lathe, control device of longitudinal feed, product, machining accuracy, profilometer.
Zykin Pavel Vitalievich, postgraduate, pavel1996777@yandex. ru, Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University,
Khamitov Rustam Nurimanovich, doctor of technical sciences, professor, apple_2 7@list. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical Industrial University,
Zherebtsov Sergey Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University,
Ganicheva Lidiya Sergeevna, master's, [email protected], Russia, St. Petersburg, National Research University of Information Technologies of Mechanics and Optics
УДК 514.18:744(072)
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-7-580-581
МЕХАНИЗАЦИЯ ДЕТСКОЙ КРОВАТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФУНКЦИИ ГОЛОСОВОГО УПРАВЛЕНИЯ
С.В. Кузякова, Н.В. Степнов, А.Э. Машуров, Т.А. Сикоренко
Данная статья исследует современные тенденции в области детских кроватей, фокусируясь на внедрении автоматизированных технологий. Авторы рассматривают различные функции, предоставляемые автоматизированными детскими кроватями, такие как мониторинг сна, регулировка температуры и освещения, а также возможности для удаленного управления родителями.
Ключевые слова: кровать, безопасность, автоматизация, инновационный дизайн, комфорт, голосовые команды, Алиса.
В современных семьях с рождением малыша возникает ряд проблем. Одной из них является спокойный сон ребенка. Занимаясь домашними делами, мама не всегда может молниеносно подбежать к детской кроватке и покачать ее. Очень часто малыши рано просыпаются, когда только встает солнце, например, летом часов в 5. Для предотвращения таких ньюансов, была разработана полуавтоматическая кровать с голосовым управлением, целью которой, было снизить материнскую тревожность.
Рассмотрим устройство кровати АДК-1 (Автоматическая Детская Кровать) представленное на рисунке 1.
Размеры данной кровати: 1500х750х1000 [1].
Вся разработка модели велась в программе КОМПАС-3D LT.
Модель АДК-1 имеет ряд особенностей по сравнению с другими моделями детских кроватей.
Особенности:
1. Автоматическое качение;
2.Камера, позволяющая наблюдать за ребенком удаленно;
3. 7 отсеков хранения.
Устройство АДК-1 состоит из 2 модулей: главного и дополнительного (Рис.1). Рассмотрим устройство главного модуля. Главный модуль состоит из 4 частей: корпуса, передней стенки, ящика, маятникового механизма.
Корпус-это основа кровати, обеспечивающая ее прочность и стабильность устанавливается на ящик, через маятниковый механизм.
Маятниковый механизм в кровати используется для обеспечения нежных качающих движений, которые могут успокаивать и усмирять ребенка, помогая ему засыпать и поддерживая глубокий сон. Принцип работы этого механизма основан на использовании физических законов колебаний и инерции в горизонтальном направлении. Когда ребенок помещается в кровать, механизм активируется, и маятник начинает медленно качаться взад и вперед. По голосовой команде родителей: «Алиса покачай кровать». Пользователь голосовой командой передает сигнал на
Яндекс станцию [2]. .Этот ритмический качающийся движение имитирует движение, которое ребенок чувствовал еще находясь в утробе матери, что может иметь успокаивающий эффект на него. Маятниковый механизм обычно оснащен специальным механизмом торможения или регулирования, который позволяет регулировать скорость и амплитуду колебаний в соответствии с предпочтениями и потребностями ребенка. Таким образом, он может быть настроен на более интенсивное качание для успокоения ребенка или на более мягкое качание для поддержания сна [3].
Рис. 1. АДК-1
Соединение главного и дополнительного модулей осуществляются с помощью 2 стальных стержней, которые вставляются в пазы детали Дополнительный модуль включает в себя: 1— ящики для хранения вещей, 2 — осветительные приборы; 3 — магнитную доску, 4 — камеру для удаленного наблюдения [4]. Устройство дополнительного модуля представлено на рисунке 2.
3
Рис. 2. Устройство дополнительного модуля: 1 - ящики для хранения вещей; 2 - осветительные приборы;
3 - магнитная доска; 4 - камера для удаленного наблюдения
Внутреннее устройство кровати и схема подключения представлены на 3 рисунке.
Расшифровка схемы подключения.
Тело крепления это компонент, который обеспечивает безопасное и надежное крепление кровати к ящику посредством маятниковой рейки. Электронные компоненты включают в себя: блок питания, микроконтроллер и 2 электродвигателя [4]. Этот модуль является основой для дальнейшей автоматизации и интеграции с дополнительными модулями для создания полноценной автоматизированной детской кровати [5]. Встроенные осветительные приборы предоставляют дополнительное освещение в кровати для чтения, игр и других деятельностей, а также помога-
ют создать уютную атмосферу в комнате ребенка. Камера для удаленного наблюдения: Эта камера позволяет родителям удаленно наблюдать за ребенком через мобильное приложение или другое устройство с подключением к интернету, обеспечивая им дополнительный уровень безопасности и контроля. Магнитная доска предоставляет возможность ребенку творчески выражаться, рисуя или создавая из магнитов разные образы. Этот дополнительный модуль обогащает функциональность детской кровати, предоставляя родителям и ребенку дополнительные возможности для комфорта, развлечения и контроля.
Рис. 3. Внутреннее устройство кровати. Расшифровка схемы: подключения: 1 - блок питания; 2 - контроллер;
3 - привод; 4 - осветительный прибор; 5 - камера видеонаблюдения; 6 - вай- фай модуль; 7 - сервер; 8 - Яндекс
станция; 9 - мобильное устройство с приложения
Все управление АДК-1 осуществляется с помощью Яндекс станции колонки, благодаря интеграции с искусственным интеллектом Алисой.
Процесс работы автоматизированной кровати осуществляется за счет голосовой команды, сигнал которой передается на Яндекс станцию. Например, «Алиса покачай кровать». Яндекс станция обрабатывает запрос пользователя и с помощью сервера и «вай-фай» модуля установленного на контроллере передают последнему сигнал. Контроллер в свою очередь выполняет действия в зависимости от сигнала, который ему пришел с сервера и, запускает приводы, которые передают качение самой кровати. Кровать можно остановить, дав ей команду «Алиса, не качай кровать». Яндекс станция Алиса настроена только на взрослый тембр голоса, для того чтобы ребенок не смог отдавать команды [6], [7].
По формуле 1 представлен расчет КПД:
Дм 1 3
КПД = ^ х 100% = х 100 = 86% (1)
где Ап - механическая мощность на валу, Вт; А3 - полная мощность в сети, ВА.
Вывод: 86% электрической энергии будут преобразованы в механическую.
Мощность электро моторчика, встроенного в короб кровати рассчитывается по формуле (2) [8].
Р = и х I = 220 x0,5 = 110 (Вт) ( 2.)
где и - напряжение В; I - сила тока, А.
Вывод: устойчивость к перегрузкам
Проект был разработан на кафедре теоретической и прикладной механики был представлен на конференциях: МИР 2024, Всероссийской Научно-инженерной конференции имени профессора А.И. Комиссарова (с международным участием 2024.
Мать сможет управлять кроватью, комфортно находясь вне комнаты, просто используя свой голос, чтобы регулировать положение кровати, уровень освещения, и другие параметры, обеспечивая, таким образом, комфорт и безопасность для ребенка. Этот подход поможет снизить тревожность у матери, предоставив ей больше уверенности в том, что она может легко контролировать окружающую среду для своего малыша, тем более удаленно [9].
Эта работа по оптимизации детского сна и автоматизации детской кровати представляет собой важный шаг в направлении улучшения качества жизни детей и их родителей [10]. Наша концепция полуавтоматической детской кровати с голосовым управлением, маятниковым механизмом, а также разнообразными модулями и функциями, обеспечивает комфортный сон для детей и уверенность для их родителей.
Список литературы
1.ГОСТ 19301. 3 - 2022 Мебель детская дошкольная. [Электронный ресурс] URL: https://files.strovinf.ru (дата обращения: 10.04.2024).
2.Как работает голосовой помощник и что умеет? [Электронный ресурс] URL: https://rocketdata.ru/blog/voice-search-market (дата обращения: 10.04.2024).
3.Первое подключение и настройка Станции. [Электронный ресурс] URL: https://yandex.ru/ance/support/station/start/turn-on.html (дата обращения: 10.04.2024).
4. Федорова И.И. Автоматизация мебели: функциональные и информационные аспекты // Экономика и управление. 2019. Том 17. № 4. С. 557-565.
5. Ивахнова О.В. Автоматизированные системы управления детской кроватью // Электронный научный журнал "Научный результат". 2020. Том 4. № 4. С. 30-35.
6.Шевцова Н.С. Инновационные технологии в медицине: голосовое управление в педиатрии // Медицинская техника. 2018. Том 24. С. 43-47.
7.Тимофеева Е.И. Актуальность применения голосового управления в сфере детского здоровья // Здравоохранение. 2017. С. 70-78.
8. КПД электродвигателя. [Электронный ресурс] URL: https://reductors.com (дата обращения: 10.04.2024).
9. Какими бывают детские кровати [Электронный ресурс] URL: https://detkam26.ru (дата обращения: 10.04.2024).
10. Лучшие голосовые помощники в 2024. [Электронный ресурс] URL: https://journal.tinkoff.ru (дата обращения: 10.04.2024).
Кузякова Светлана Васильевна, канд. техн. наук, доцент, kuzvakova-sv@rguk. ru, Россия, Москва, Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина,
Степнов Николай Владимирович, канд. техн. наук, доцент, stepnov-nv@rguk. ru, Россия, Москва, Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина,
Машуров Александр Эдуардович, студент, 230869@stud rguk.ru, Россия, Москва, Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина,
Сикоренко Татьяна Александровна, студентка, 230262@stud rguk.ru, Россия, Москва, Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина
MECHANIZATION OF A CHILD'S BED USING VOICE CONTROL FUNCTION.
S. V. Kuzyakova, N. V. Stepnov, A.E Mashurov, T.A. Sikorenko
This article explores current trends in cribs, focusing on the adoption of automated technology. The authors review the various features provided by automated cribs, such as sleep monitoring, temperature and lighting adjustments, and options for remote parental control.
Key words: bed, safety, automation, innovative design, comfort, voice commands, Alice.
Kuzyakova Svetlana Vasilievna, candidate of technical sciences, docent, kuzyakova-sv^rguk. ru, Russia, Moscow, Russian State University named after. A.N. Kosygina,
Stepnov Nikolay Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, stepnov-nv@rguk. ru, Russia, Moscow, Russian State University named after. A.N. Kosygina,
Mashurov Alexander Eduardovich, student, 230869@studrguk. ru, Russia, Moscow, Russian State University named after. A.N. Kosygina,
Sikorenko Tatyana Aleksandrovna, student, 230262@studrguk. ru, Russia, Moscow, Russian State University named after. A.N. Kosygina
