«Картинг без границ» — прорыв в области социального проектирования

Юрий Коробков

В наше время сложно найти человека, который не любит скорость — она позволяет ощутить колоссальный спектр эмоций, дает возможность почувствовать свободу. Наиболее доступной возможностью испытать эти эмоции является картинг. Карт представляет собой простейшую гоночную машину без кузова, прокатиться на которой сейчас может любой желающий, обратившись в картинг­клуб. Однако для людей с ограниченными возможностями обычный карт не приспособлен. Для того чтобы осуществить их желания и мечты, инженеры Московского государственного университета машиностроения (МАМИ) совместно с компанией RMD­Media создали проект «Картинг без границ». Был разработан специальный карт, которым может управлять человек с ограниченными возможностями. Этот проект направлен на социализацию, в том числе, детей­инвалидов — сегодня эта проблема является весьма актуальной. Кроме того, проект предполагает, что инвалиды станут активными участниками технологического процесса по созданию прототипов с возможностью развития в 2014 году инженерного компонента соревнований.

Юрий Коробков, руководитель лаборатории Formula Student

Для осуществления проекта необходимо было спроектировать и изготовить каркас безопасности и перенести органы управления тормозом и дроссельной заслонкой на рулевую колонку. Выбранный карт не отличается высокой сложностью и большим количеством деталей, поэтому, принимая во внимание, что предполагается широкое освещение данного проекта в СМИ, было принято решение о создании подробной 3D­модели с минимальными упрощениями. От сканирования пришлось отказаться ввиду отсутствия необходимого оборудования и дороговизны выполнения этого процесса в сторонней компании. Поэтому основным оборудованием стали обычные измерительные инструменты типа линейки, штангенциркуля, штангенрейсмаса и подобных кронциркулей и угломеров. Для уменьшения погрешностей обмер деталей проводился на сварочном столе Siegmund, что позволило избежать косвенных измерений и создать единую систему снятия размеров.

Трехмерный эскиз рамы

3D-модель рамы с трехмерным эскизом

Работа по формированию 3D­модели выполнялась в графической среде SolidWorks. Эта программа обладает очень удобным инструментом для создания дву­ и трехмерных эскизов, что упрощает перенос геометрических размеров с реальной детали в среду проектирования. Особенно это удобно при работе со сложными трубчатыми конструкциями, где модель создается практически одним элементом построения, в основе которого лежит сложный пространственный эскиз. В отличие от проектирования «с нуля», при создании 3D­модели по готовому экземпляру механизма не возникает необходимости в постоянной корректировке сопрягаемых деталей, так как все геометрические размеры уже известны. Поэтому оптимальным способом было создание 3D­моделей отдельных деталей с дальнейшим сопряжением их в сборках и подсборках. Поскольку большинство деталей карта крепится непосредственно к несущей раме, она и стала первой деталью в общей сборке. Затем посредством различных сопряжений к ней добавлялись элементы подвески, рулевого управления и т.д. Одной из целей создания 3D­модели карта было проектирование подрулевого механизма управления тормозом и газом, поэтому возникла необходимость в тщательной проработке сопряжений рулевого управления. Это было достигнуто благодаря использованию ограничительных сопряжений и «свободных состояний» таких мелких подсборок, как шарнирные сайлент­блоки (ШС), благодаря чему появилась возможность анализа кинематики рулевого механизма и сопрягаемых узлов ручного управления.

Готовая 3D-модель с интерфейсом SolidWorks

Готовая 3D-модель со вспомогательными эскизами и плоскостями

Основной сложностью при выполнении данного вида работы является состояние реальной детали или узла. Ведь зачастую при производстве возникают довольно значительные погрешности и появляется необходимость в определении номинального размера. Для этого следует принимать во внимание метод производства самой детали, а также размеры сопрягаемых деталей. В данном случае работа была осложнена еще и тем, что в нашем распоряжении был уже сильно изношенный карт. Так как в данной технике рама является элементом подвески и значительно деформируется при работе, со временем эти деформации сохраняются. Поэтому изначальную геометрию приходилось определять по различным косвенным признакам. Однако несмотря на эти сложности нам удалось создать достаточно точную 3D­модель, отвечающую поставленным требованиям, что позволило перейти к следующему этапу проекта. 

Рендер готовой 3D-модели

Готовая 3D-модель

САПР и графика 10`2013