Разработка устройства контроля мобильности на основе ультразвукового радара

Список используемых обозначений и сокращений 4
Аннотация 5
Введение 8
1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 10
1.1 Область применения 10
1.2 Эксплуатационные ограничения 11
1.3 Анализ аналогов 11
1.4 Анализ электрической принципиальной схемы изделия 12
1.5 Анализ структурной схемы устройства 16
1.6 Ориентировочные расчеты 17
1.7 Разработка технического задания на проектирование ультразвукового радара 24
2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 26
2.1 Выбор и обоснование метода конструирования 26
2.2 Выбор и обоснование способа конструирования устройства 27
2.3 Компоновка элементов на печатной плате 28
2.4 Разработка конструкции корпуса ультразвукового радара 30
2.5 Конструкторские расчеты 33
2.5.1 Уточненный расчет надежности 33
2.5.2 Исследование воздействия вибраций на ПП 35
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 38
3.1 Анализ конструкции устройства 38
3.2 Построение схемы сборности устройства и платы 42
3.3 Построение схемы сборки печатной платы и устройства 44
3.4 Выбор метода изготовления ПП 44
3.4.1 Выбор оборудования для изготовления ПУ 45
3.5 Полная оценка технологичности 47
3.5.1 Оценка технологичности конструкции устройства по конструктивным показателям 47
3.5.2 Оценка технологичности конструкций устройства по технологическим показателям 48
3.5.3 Расчет базового значения комплексного показателя 48
3.5.4 Комплексная оценка технологичности конструкции устройства 50
3.6 Расчет уровня технологичности 54
3.7 Разработка ТП сборки 55
3.7.1 Разработка технологического процесса сборки платы 55
3.7.2 Выбор оборудования и оснастки для основных операций сборки и монтажа платы 56
3.7.3 Выбор оборудования и оснастки для основных операций сборки и монтажа устройства 57
3.8 Разработка маршрутных карт 57
3.8.1 Расчет штучного времени 57
3.9 Определение основных производственных параметров 61
3.9.1 Определение основных производственных параметров 61
3.9.2 Расчет такта и ритма производства 62
4 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ 64
4.1 Подготовка к исследованию в Multisim 64
4.2 Исследование электрической схемы в Multisim 66
4.3 Подготовка к тепловому исследованию в Solid works flow simulation 69
4.4 Тепловое исследование №1 73
4.5 Доработка конструкции 74
4.6 Тепловое исследование №2 80
4.7 Подготовка к механическому исследованию в Solid works flow simulation 83
4.8 Исследование механического воздействия в Solid works flow simulation 89
Заключение 92

Весь текст будет доступен после покупки

Ультразвуковой радар – это устройство, работающее в ультразвуковом диапазоне, построено такое устройство на принципе отражения радиоволн. Ультразвуковой радар может определять либо наличие каких-либо объектов в пространстве, либо вычислять расстояние до различных объектов. Благодаря времени возвращения радиоволн радар определяет расстояние от объекта до себя. Обрабатывает поступающий сигнал микропроцессор, проводящий вычисления.
Диапазон частот ультразвуковых волн находится от 20 кГц до 3000 кГц. Если ультразвуковые волны находятся в диапазоне выше данных значений, то их следует относить к СВЧ диапазону. От значений частот меняется глубина проникновения, например с уменьшением частоты увеличивается глубина проникновения, а если частота возрастает, то проникающая способность будет уменьшаться. Также глубина проникновения сильно зависит от материалов, из которых сделаны препятствия. Лучшее проникновение волн будет при среде меньшей плотности. Связано это с затуханием у ультразвуковых волн. Амплитуда уменьшается так как интенсивность звуковой волны падает по мере распространения.
Самая благоприятная среда для использования устройств, работающих с ультразвуковыми волнами – воздух, плотность которого 0,1 кг/м3. Так же довольно хорошей для ультразвуковых волн следует считать воду, так как плотность воды 1000 кг/м3.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1 Область применения

Ультразвуковой радар – радиотехническое устройство, большая часть которых относится к технике повседневного использования. В рамках работы разрабатывалось устройство контроля мобильности, основой которого служит ультразвуковой радар. Предполагается, что основными потребителями ультразвукового радара будут организации, которым необходимо обеспечить корректную работу автоматизированных систем на объектах. Под обеспечиваем корректной работы подразумевается использование разрабатываемого устройства для поддержки автоматизированных систем путём предупреждения столкновений и позиционирования в пределах помещения. Данными параметрами обладает разработанное устройство контроля мобильности. Изделие работает совместно с основными системами автоматизированных устройств, что само по себе крайне сложная система, которая состоит из ряда автоматизированных средств, датчиков и модулей связи, который оповещает как систему других средств, так и персонал объекта. Зачастую при активации звукового оповещения персонал объекта может быстро среагировать. Разработанный ультразвуковой радар позволит решить данную проблему. Он будет установлен на автоматизированное устройство, такие как складские роботы или более специализированные устройства по работе на складах, и позволит не только оповещать о столкновениях и препятствиях, но и подавать сигнал другим таким же устройствам, что позволит избегать вышеперечисленных проблем в будущем. Также звуковой сигнал позволит понять работнику объекта что что-либо мешает беспрепятственной работе автоматизированных средств, и позволит решать эту проблему куда быстрее, чем при проверках в ручном режиме.


1.2 Эксплуатационные ограничения

Так как ультразвуковой радар будет использоваться в помещении, необходимо обеспечить защиту от воздействий внешней среды, согласно группе УХЛ 3.2 по ГОСТ 15150-69. К группе УХЛ относятся изделия, которые эксплуатируются в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом. Диапазон рабочих температур составляет от -10 до +40?.
Разрабатываемое изделие в рамках защиты от вибрации относится к группе В3 согласно ГОСТ 16019-2001. Требования к изделию согласно данной группе: синусоидальная вибрация 10-70 Гц, где максимальное линейное ускорение 19,6 м/с2.
Условия эксплуатации изделия соответствуют следующим требованиям:
1) Климатические условия УХЛ-3.2, согласно ГОСТ 15150-69;
2) Воздействия вибраций В3, согласно ГОСТ 16019-2001.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки