CC BY
34
действий Чрезвычайной службы России.
Список использованной литературы
1. URL: http://mchs.gov.ru (дата обращения 08.12.2015).
2. Закиров Р.Ш. Учебно-методические материалы по авиации МЧС России / Р.Ш. Закиров. - Москва, 2006.
УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ, ХРАНЕНИЯ И СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ МОБИЛЬНЫХ
РОБОТОВ-ЛИКВИДАТОРОВ ТЕХНОГЕННЫХ КАТАСТРОФ
О.А. Носов, профессор, д.т.н., профессор, Е.С. Ткаченко, аспирант, Д.С. Карцев, магистрант, О.М. Кизилова, студентка, Белгородский государственный технологический университет
им. В.Г. Шухова, г. Белгород
В последние десятилетия все чаще происходят техногенные катастрофы, в том числе, связанные с ядерной энергией (Чернобыль, Фукусима и ряд локальных аварий на атомных электростанциях Европы). Ликвидация последствий этих аварий представляет опасность для персонала, возникающую вследствие вредного воздействия радиоактивного излучения.
Решением проблемы работы в условиях радиоактивного заражения является применение мобильных роботов, оснащенных различными рабочими органами. Проектирование таких роботов - весьма сложная задача. Дело в том, что, во-первых, им приходится зачастую передвигаться по чрезвычайно пересеченной местности (завалы, расщелины, рвы и т.п.), во-вторых, машины подвергаются мощным радиоактивному и электромагнитному излучениям, что приводит к сбоям управляющей электроники.
Современные роботы являются полностью автоматизированными и оснащены системами управления, в состав которых входят ЭВМ или иные устройства, осуществляющие обработку цифровой информации. Управление роботом осуществляется через данные системы, в которых реализуются алгоритмы, заранее записанные в виде программного обеспечения на различные носители. Кроме того, носители могут работать в адаптивных системах, где на них записывается некоторая информация с датчиков в процессе работы системы, и впоследствии, проходят специальную обработку -«декодирование». Запись на носители в таких системах бывает порой затруднительна, ведь работы могут происходить в различных условиях.
Носителями информации в современной вычислительной и коммуникационной технике являются электронные элементы, накопители и
каналы передачи данных (рис. 1). По материалу носителя и принципу записи/считывания их можно разделить на: магнитные (магнитные диски -гибкие и жесткие), оптические (CD, DVD, Blueray) и флэш-память (карты памяти и флэш-винчестеры).
Флэш-память имеет ряд недостатков: флэш-память работает существенно медленнее (средняя скорость считывания данных с флэш-накопителя составляет 5 Mb/s, а записи - 3 Mb/s; ограничение по количеству циклов перезаписи, предел колеблется от 10 000 до 100 000 циклов для разных типов микросхем; чувствительность к электромагнитному воздействию; неплотно закреплённый USB-штекер (самая частая поломка - замыкание или потеря контакта в распайке порта). Для магнитных носителей характерна высокая чувствительность к внешним электромагнитным воздействиям. Они также подвержены физическому старению, изнашиванию поверхности с нанесённым магнитным рабочим слоем (так называемое «осыпание»).
Рис. 1. Виды носителей информации
По сравнению с магнитными носителями оптические диски более долговечны, поскольку срок их службы определяется не механическим износом. Ограничения на их применение в настоящее время накладывают технические особенности считывающих и записывающих устройств (УЗХС), представляющих из себя жесткие, с механической точки зрения, конструкции. Вибрации в них передаются ко всем частям, зачастую приводя к нарушению взаимного позиционирования оптических лучей, носителя, линзы и считывающей головки, что ведет к сбою работы устройств.
Возникает необходимость в применении высокоадаптивных решений и, следовательно, активной виброзащиты. Одним из таких решений является использование пневмоустановок с несущей воздушной прослойкой в качестве виброизолирующего элемента.
Предлагается сочлененная модульная конструкция мобильного робота-ликвидатора техногенных катастроф (рис. 2).
Робот состоит из трех модулей: двух активных-головных и одного пассивного-кузовного. Движущим органом является гусеничный движитель. Кузовной модуль так же оборудован гусеничной платформой и используется для транспортировки каких-либо объектов. Робот является полностью
автоматизированным. Головные модули идентичны. Они оснащены универсальными манипуляторами 11, камерами 8, датчиками для считывания информации, а так же устройством для записи, считывания и хранения (УЗСХ) информации, которое является важнейшей частью конструкции «мозга» робота [2].
Рис. 2. Мобильный робот для ликвидации техногенных катастроф: 1 - гусеничная лента; 2 - ведущие колеса; 3 - направляющие колеса; 4, 5 ,6 - опорные катки; 7 - двигатель; 8 - камера; 9 - крепежная часть манипулятора; 10 - манипулятор; 11 - захват манипулятора; 12 - кузов; 13 - сцепка; 14 - аварийный знак
Один из важнейших элементов робота является устройство для записи, хранения и считывания (УЗХС) информации.
Рис. 3. УСЗХ информации на оптический диск: 1 - несущая панель; 2 - электродвигатель;
3 - оптический диск; 4 - полумуфта; 5 - рабочие пальцы; 6 - ремень; 7 - цилиндрический шкив; 8 - пневмокамера; 9 - оптическая головка; 10 - противовесы; 11 - устройство коммутации; 12 - опоры механизма позиционирования;13 - слой сферических упругих зёрен;
14 -поршень со штоком; 15 - электромагнитный привод; 16 - упоры крайнего положения.
Конструкция УСЗХ информации на оптический диск представлена на рисунке 3 [3]. УСЗХ информации на оптический диск включает несущую панель 1, механический привод, систему загрузки диска, состоящую из механизма позиционирования, который состоит из трех опор 12, системы
рычагов с приводами и системы пневмозахвата оптического диска 3, систему оптической считывающей головки, состоящую из самой головки 9 и механизма быстрого произвольного доступа, например, электромотор с высоким КПД, платы электроники. Механический привод состоит из электродвигателя 2, на валу которого установлена полумуфта 4 с закрепленными на ней рабочими пальцами 5 и ремень 6, охватывающий цилиндрический шкив 7, при этом ремень выполнен эластичным, но жестким в продольном направлении. Питание системы оптической считывающей головки, предназначенное для создания лазерного пучка и для передачи отраженного сигнала на электронную плату (на рисунке 3 не показано), а также для корректировки положения головки по отношению к оптическому диску 3 и быстрого произвольного доступа к информации, размещенной на нем, осуществляется посредством устройства коммутации 11.
УСЗХ информации на оптический диск работает следующим образом. Перед включением оптический диск 3 устанавливается на опоры 12 механизма позиционирования. Сверху над диском помещается пневмокамера 8, в которую подается сжатый воздух. Воздух, проходя через слой сферических упругих зерен 13 и кольцевое питающее сопло в рабочей поверхности пневмокамеры 8, за счет создаваемого эффекта пневмозахвата притягивает к последней оптический диск 3. После этого опоры 12 механизма позиционирования, включающего также систему рычагов и приводов, отводятся в стороны из-под диска. Далее включается электродвигатель 2 и вращательное движение с вала электродвигателя 2 передается через полумуфту 4 и рабочие пальцы 5 на цилиндрический шкив 7 с помощью эластичного, но жесткого в продольном направлении ремня 6, охватывающего рабочие пальцы 5 и цилиндрический шкив 7. При этом ремень 6 неподвижен относительно рабочих пальцев 5 и цилиндрического шкива 7. Одновременно с началом работы двигателя посредством устройства коммутации 11 подается напряжение на систему оптической считывающей головки 9. При этом головка 9 и противовесы 10 позиционируются в соответствии с заданной дорожкой оптического диска 3. В результате исключаются негативное влияние вибраций, возникающих при движении робота и вызванных работой электродвигателей.
Давление газа в несущей прослойке между поверхностью диска и газораспределительноый решеткой камеры можно считать постоянным по направлению осей Х и Y, если:
ич > ис
Эти величины связаны между собой зависимостями [1]:
ичх = игх + К
ох
и су = и су+К
Коэффициент пропорциональности:
1
КпР ч \
(Рз~Р) ё (1 Н0
ЛРр
Скорость ожижающего агента:
U = K
с пр
2 Pf
Р
Давление в камере:
Рк=Ра+АР0+АРс+АРр. Расход среды на удержание объекта:
Данная конструкция системы виброзащиты для устройства записи, хранения и считывания информации позволяет мобильному роботу-ликвидатору работать в условиях радиоактивного заражения максимально стабильно и без потери информации.
Список использованной литературы
1. Борозденко Д.А. Поле давления внутри зернистого слоя [Текст] / Д.А. Борозденко, А.А. Бочкарев / Физ., радиофиз. - нов. поколение в науке. - 2002. -№ 2. - С. 5-10.
2. Севостьянов В.С., Носов О.А., Бережной О.Л., Ткаченко Е.С. Автоматический робот для ликвидации техногенных катастроф / Пожарная безопасность: проблемы и перспективы: Сб. статей по матер. VI Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. уч. 23-24 сент. 2015 г.: в 2-х ч. Ч. 1 / ВИ ГПС МЧС России. - Воронеж, 2015. - С 326-329.
3. Сергеев К.А. Воздушный буфер как средство виброзащиты приборов на транспорте / К.А. Сергеев, Н.В. Стоянова, О.А. Носов, М.А. Васечкин, // Наука и техника транспорта. - М.: 2012 - № 1. - С. 80-86.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ -ОДНО ИЗ РЕШЕНИЙ ПРОБЛЕМЫ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ
С.Л. Панченко, старший преподаватель, к.т.н., А.А. Аксомитный, преподаватель, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Огромное число мелких и средних лесозаготовительных деревоперерабатывающих производств, которые создаются и ликвидируются на российской территории в течение последних двадцати лет, окружены неиспользуемыми древесными отходами, объемы которых постоянно увеличиваются. Эти отходы загромождают территорию вокруг лесозаводов и увеличивают пожароопасность. Существует несколько способов утилизации древесных отходов. Наиболее перспективным является использование их в
