Содержание
РЕФЕРАТ 4
Перечень принятых сокращений 5
Введение 6
1. Анализ исходных данных и разработка технического задания на конструирование 8
1.1. Анализ исходных данных 8
1.2. Анализ существующих аналогов 10
1.3. Описание принципа работы платы управления 11
1.3.1. Требования к микроконтроллеру 12
1.3.2. GPS-приемник и радиоприемник 13
1.4. Анализ электрической принципиальной схемы 14
1.5. Описание структурной схемы 15
1.6. Разработка технического задания на конструирование 16
1.6.1. Функциональное значение 16
1.6.2. Требования живучести и стойкости к внешним воздействиям 16
1.6.3. Конструктивные требования и требования технологичности 17
1.6.4. Требования надежности 17
1.6.5. Требования к эксплуатации, хранению, удобству технического обслуживания и ремонта 18
1.6.6. Требования к упаковке и маркировке 18
1.7. Поверочные расчеты 18
1.7.1. Предварительный расчет охлаждения 18
1.7.2. Предварительный расчет надежности 21
2. Конструкторская часть 24
2.1. Выбор и обоснование конструкторского изделия 24
2.1.1. Конструктивная проработка изделия 24
2.1.2. Принципы конструирования и методы компоновки 25
2.1.3. Разработка и анализ вариантов конструкций 28
2.1.4. Выбор способов электрических и механических соединений 29
2.1.5. Выбор и обоснование методов защиты от климатических факторов воздействующей среды 30
2.2. Конструкторские расчеты 32
2.2.1.Расчет надежности 32
2.2.2. Расчет вибропрочности 38
3.Технологическая часть 47
3.1. Построение идеологии сборки 47
3.2. Выбор и обоснование схемы сборки 49
3.3. Разработка техпроцесса изготовления и сборки блока 52
3.4.Оформление технической документации на технологический процесс сборки 54
3.5.Оценка технологичности 56
3.5.1. Расчет базового значения комплексного показателя 58
3.5.2. Расчет комплексного показателя технологичности 60
3.5.3. Расчет такта выпуска изделия 64
3.5.4. Выбор и обоснование технологического оборудования 64
4.Организационно-экономическая часть 67
4.1. Описание устройства 67
4.2. Маркетинг 69
4.3.Организационный план 70
4.4.Календарное планирование по проектированию опытного образца и его изготовлению 70
4.5.Расчет сметной стоимости и цены проекта 73
4.5.1.Материальные затраты проекта 73
4.5.2.Заработная плата 75
4.5.3.Отчисления в фонды 76
4.5.4.Накладные расходы 76
4.5.5.Прочие расходы 77
4.5.6.Оплата работ, выполняемых сторонними организациями 77
4.5.7.Себестоимость 77
4.5.8.Прибыль предприятия 77
4.5.9.Договорная цена 78
4.6. Итоговая таблица расходов 78
4.7.Обоснование целесообразности разработки проекта 79
4.8. Заключение по экономической части 80
Заключение 81
Список используемой литературы 82
Выдержка из текста
Введение
Данная выпускная квалификационная работа посвящена конструированию блока управления движением квадрокоптера и камерой его слежения.
Квадрокоптер является беспилотным летательным аппаратом (БЛА). Он представляет собой платформу с четырьмя роторами, одна пара которых вращается по часовой стрелке, другая — против часовой стрелки. По сравнению с БЛА вертолетного типа с несущим и рулевым винтами, квадрокоптеры обладают рядом преимуществ, таких как: надежность и простота конструкции, большая стабильность, компактность и маневренность, малая взлетная масса при существенной массе полезной нагрузки.
Область применения квадрокоптеров достаточно широка. Он может быть использован как недорогое и эффективное средство для получения фото и видео изображений с воздуха, в том числе в плохих погодных условиях. Благодаря тому, что квадрокоптер дистанционно управляемый летательный аппарат, он хорошо подходит для наблюдения и контроля объектов и зон, доступ к которым затруднен (например, в случае естественных или техногенных катастроф) или в условиях непригодных для человека, таких как повышенный уровень радиации или сильное загрязнение воздуха.
Основной задачей управления таким БЛА является его стабилизации в условиях воздействия внешних возмущающих факторов, таких как сильный порывистый ветер.
Цель работы:
разработка блока управления квадрокоптерас использованием современной стандартной элементной базы, что позволит снизить стоимость разрабатываемого изделия, повысить его функциональность..
Современный электропривод представляет собой конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Он обеспечивает преобразование электрической энергии в механическую в соответствии с алгоритмом работы
В настоящее время уже более 60% всей вырабатываемой в мире электрической энергии потребляется электрическими двигателями. Следовательно, эффективность энергосберегающих технологий в значительной мере определяется эффективностью электропривода. Разработка высокопроизводительных, компактных и экономичных систем привода является приоритетным направлением развития современной техники.
Последнее десятилетие XX века ознаменовалось значительными успехами силовой электроники. Было освоено промышленное производство биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), силовых модулей на их основе (стойки и целые инверторы), а также силовых интеллектуальных модулей (IPM) с встроенными средствами защиты ключей и интерфейсами для непосредственного подключения к микропроцессорным системам управления. Рост степени интеграции в микропроцессорной технике и переход от микропроцессоров к микроконтроллерам с встроенным набором специализированных периферийных устройств, сделали необратимой тенденцию массовой замены аналоговых систем управления приводами на системы прямого цифрового управления.
Под прямым цифровым управлением понимается не только непосредственное управление от микроконтроллера каждым ключем силового преобразователя (инвертора и управляемого выпрямителя, если он есть), но и обеспечение возможности прямого ввода в микроконтроллер сигналов различных обратных связей (независимо от типа сигнала: дискретный или аналоговый) с последующей программно-аппаратной обработкой внутри микроконтроллера. Таким образом, система прямого цифрового управления ориентирована на отказ от значительного числа дополнительных интерфейсных плат и создание одноплатных контроллеров управления приводами. В пределе встроенная система управления проектируется как однокристальная и вместе с силовым преобразователем и исполнительным двигателем конструктивно интегрируется в одно целое мехатронный модуль движения.
Список использованной литературы
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Чижикова Т.В., Матюшкин Б.А. Технология конструкционных материалов. – М.: Колосс, 2011
2 Молоканова Н.П. Типовые технологии производства. – М.: Форум, 2008.
3 Свифт К.Г., Букер Дж.Д. Выбор процесса от разработки до производства. – М.: Издательский дом «Технологии», 2006.
4 Технология машиностроения под редакцией С. Мурашкина в 2 книгах. – М.: Высшая школа, 2008.
5 Аверьянов О.И., Аверьянова И.О., Клепиков В.В. Технологическое оборудование. – М.: Форум Инфра-М серия Профессиональное образование, 2011.
6 Салихджанова Р. М.-Ф., Покровская М.В., Ахмадьярова Д.И. Технология деталей радиоэлектронных средств. – М.: «МИРЭА», 2006.
7 Ахмадьярова Д.И., Покровская М.В., Салихджанова Р.М.-Ф. Материаловедение и материалы электронных средств. – М.: «МИРЭА», 2006.
8 Общестроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного на работы, выполняемых на метало-режущих станках — М., — 1994.
9 Ковалев А.П. Основы оценки стоимости машин и оборудования – М.:, 2006.
10 Оценка машин, оборудования и транспортных средств. – Академия финансов при правительстве РФ, учебное пособие – М.: 2005.
11 Савровский Д.С. Обоснование варианта технологического процесса. — М.: «МИРЭА», 1980.
12 Галактионова Н.А., Бойчук И.Ф., Демина Н.И. и др. Конструкционные материалы и их обработка. – М.: «Металлургия», 1975.
13 Павловский В.В., Васильев В.И., Гутман Т.Н. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА. – М.: «Радио и связь», 1982.
14 Савровский Д.С., Головня В.Г. Конструкционные материалы и их обработка. – М.: «Высшая школа», 1976.
15 Система ГОСТов РФ.
16 Справочник технолога-машиностроителя, 2 тома, под редакцией Касиловой А.Г., Мещеряковой Р.Г. – 4 издание, переработанное и дополненное – «Машиностроение» — 1985.
17 Сорокин В.Г., Волосников А.В., Вяткин С.В. Марочник сталей и сплавов, под общей редакцией Сорокина В.Г. – «Машиностроение» — 1989.
18 Барабащина Е.Г., Фокин Г.Ф. Справочник молодого литейщика, М. – 1967.
19 Справочное пособие «Технолог» — М.: «МИРЭА», 1980.
20 Парфенов Е. М., Камышная Э. Н., Усачев В. П.. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие для ВУЗов. — М.: Радио и связь, 1998. — 272 с.
20 Верба В.С., Удалов А.И. Тепловое проектирование радиоэлектронных средств: Учебное пособие / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)” — М.: 2005. – 184 с.
22 Краткий справочник конструктора РЭА. Под ред. Р. Г. Варламова. М.: Сов. Радио, 1980. — 856 с.
23 Петропольский Н.В., Мордвинов В.А.«Расчет и обеспечение надежности устройств автоматики в ДП». — М.:МИРЭА, 1987. — 124 с.
24 Перельман Б. Л., Ежов В. Б. Отечественные полупроводниковые приборы и их зарубежные аналоги. Справочник. — 2-е изд. М.: Микротех, 2005. — 180 с.
25 Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. для радиотехнич. спец. вузов. — М.: высш. шк., 1990. — 432 с.: ил.
26 Гелль П.П., Иванов — Есипович Н.К. конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр.отд-ние. 1984.-536 с., ил.
27 Конструкторско — технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов/ К.И. Билибин, А.И. Власов, Л.В. Журавлева и др. Под общ. Ред. В.А. Шахнова. — М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2002. — 528с.: ил. — (Сер. Информатика в техническом университете.)
28 Преснухин Л.Н., Шахнов В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. Учеб. для втузов по спец. "ЭВМ" и "Конструирование и производство ЭВА". — М.: Высш. Шк., 1986. 512 с.: ил.
29 ОСТ45.010.030-92. Электронные модули первого уровня РЭС. Установка изделий электронной техники на печатные платы. Технические требования.
Конструкции и размеры.
30 Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник. Под ред. Горюнова Н. Н. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 744 с.
31 Резисторы. Справочник. Под ред. И. И. Четверткова. — М.: Энергоиздат, 1981. — 352 с.
32 Справочник по электрическим конденсаторам. Под ред. И. И. Четверткова и В. Ф. Смирнова. — М.: Радио и связь, 1983. — 576 с.
33 Шило В. Л.. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. — М.: Радио и связь, 1987. — 352 с. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1111).
34 Толстых С.Д. Отработка на технологичность конструкций блоков РЭС. -М.: Изд. МИРЭА, 1998
35 Ушаков Н. Н. Технология производства ЭВМ: Учебник для студентов ВУЗов по специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети». – 3-е изд., переработанное и дополненное. — М.: Высшая школа, 1991. — 416 с.
36 Экономическое обоснование дипломных проектов по приборо- и радиоприборостроению. Под ред. С. В. Моисеева. – М.: МАИ, 1995.
37 Батищева Г.М., Николаева Н.Д., Нуль И.А. и др. Выполнение организационно-экономической части дипломных проектоов. Учебное пособие..; М, Изд. МИРЭА, 1994