XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Разработка беспилотного автоматического грузовика с возможностью контроля климата для перевозки урожая с помощью конструктора Lego Education

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Строков П.П. 1Балакин Е.М. 1Сызранов Б.А. 1

---

1Школа интерактивного развития "ТриКита"

Долгов Е.А. 1Волокитина Е.А. 1

---

1Школа интерактивного развития "ТриКита"

Работа в формате PDF

60.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Современное сельское хозяйство стремится к максимальной автоматизации процессов, включая логистику. Транспортировка урожая является одним из ключевых этапов производственного цикла, так как именно в этот момент продукция подвергается риску повреждения и порчи. Разработка беспилотных грузовиков с системой климат-контроля позволит значительно снизить потери урожая, сократить затраты на логистику и минимизировать влияние человеческого фактора.

Автоматические грузовики способны работать круглосуточно, не зависят от усталости водителей и могут обеспечивать оптимальные условия для перевозки различных видов продукции. Использование датчиков движения и моторов позволяет автоматизировать управление транспортным средством, а система климат-контроля предотвращает перегрев или переохлаждение груза, сохраняя его товарный вид.

Цель работы: Разработать беспилотный автоматический грузовик с возможностью контроля климата, предназначенный для перевозки урожая, используя мотор и датчик движения.

Задачи:

1. Изучить современные технологии автономного транспорта.

2. Определить требования к транспортировке сельскохозяйственной продукции.

3. Разработать систему климат-контроля для перевозки различных видов урожая.

4. Разработать конструкцию беспилотного грузовика с применением мотора и датчика движения.

5. Реализовать систему управления движением и мониторинга климата.

6. Провести тестирование модели и оценить её эффективность.

Глава 1. Теоретические основы автономных перевозок урожая

1.1 Необходимость автоматизации транспортировки урожая

Перевозка сельскохозяйственной продукции является важным этапом производственного цикла, от которого зависит сохранность и качество урожая. Основные проблемы традиционных перевозок:

• Высокие затраты на логистику и персонал.

• Потери продукции из-за несоблюдения температурного режима.

• Ошибки при транспортировке, связанные с человеческим фактором.

• Ограничения по времени работы водителей.

Беспилотные грузовики позволяют решить эти проблемы, повышая точность маршрутов, сокращая расходы и обеспечивая бесперебойную работу.

1.2 Виды транспорта для перевозки урожая: плюсы и минусы

В настоящее время для транспортировки сельскохозяйственной продукции используются следующие виды транспорта:

• Грузовые автомобили – самый распространённый способ перевозки, обеспечивающий гибкость маршрутов. Однако перевозки требуют значительных затрат на топливо, водителей и техническое обслуживание.

• Железнодорожный транспорт – эффективен при перевозке больших объёмов продукции на дальние расстояния, но требует развитой инфраструктуры и не подходит для доставки до конечных точек без использования дополнительного транспорта.

• Морской транспорт – используется для международных перевозок зерновых и других культур, но требует длительного времени доставки и специальных условий хранения.

• Авиация – подходит для скоропортящихся продуктов, но имеет высокую стоимость и ограниченные грузоподъёмные возможности.

1.3 Влияние человеческого фактора на перевозки

При традиционной транспортировке урожая возникают риски, связанные с человеческим фактором:

• Усталость водителей – приводит к снижению концентрации и увеличивает вероятность аварий.

• Ошибки при контроле температуры – неправильные настройки климатических условий могут привести к порче урожая.

• Несоблюдение графиков доставки – зависимость от человеческого фактора увеличивает задержки в поставках.

Использование беспилотного грузовика устраняет эти проблемы, обеспечивая точность маршрутов, автономную работу без перерывов и стабильное поддержание климатических условий.

1.4 Влияние климат-контроля на сохранность урожая

Каждый вид сельскохозяйственной продукции требует особых условий транспортировки:

• Фрукты и овощи – нуждаются в контролируемой влажности и температуре для предотвращения порчи.

• Зерновые культуры – требуют защиты от конденсата и перегрева.

• Молочная продукция – нуждается в поддержании постоянной низкой температуры.

• Мясная продукция – требует заморозки или охлаждения.

Применение системы климат-контроля в беспилотных грузовиках позволит сохранить качество продукции и снизить процент отходов.

Глава 2. Разработка проекта и тестирование

2.1 Выбор конструкции и компонентов

Основные элементы беспилотного грузовика:

• Электродвигатель – обеспечивает движение грузовика.

• Датчик движения – фиксирует препятствия и регулирует скорость передвижения.

• Система климат-контроля – поддерживает нужную температуру и влажность в кузове.

• Автоматизированная система управления – контролирует движение, маршруты и условия перевозки.

2.2 Механизм работы модели

1. Датчик движения фиксирует появление препятствий и отправляет сигнал системе управления.

2. Мотор регулирует скорость движения в зависимости от расстояния до препятствия.

3. Система климат-контроля корректирует температуру и влажность в кузове в зависимости от типа перевозимой продукции.

4. Автоматическая система маршрутизации выбирает оптимальный путь доставки.

2.3 Программирование и тестирование

1. Разработка алгоритмов автономного передвижения с учетом данных от датчика движения.

2. Настройка сенсоров для обнаружения препятствий и оптимального выбора маршрута.

3. Проверка работы системы климат-контроля на разных типах продукции.

4. Анализ эффективности энергопотребления и автономности модели.

5. Оптимизация алгоритмов для плавного и безопасного передвижения грузовика.

Заключение

Разработанный беспилотный грузовик с климат-контролем демонстрирует перспективность автономного транспорта в сельском хозяйстве. Использование датчика движения позволило создать систему, реагирующую на препятствия, а мотор обеспечивает стабильное передвижение модели. Тестирование показало, что автоматизация позволяет:

• Снизить затраты на логистику и персонал.

• Улучшить сохранность урожая за счёт точного контроля климата.

• Обеспечить непрерывность перевозок без ограничений по времени работы водителей.

• Минимизировать риск повреждения продукции при транспортировке.

• Оптимизировать маршруты и повысить энергоэффективность перевозок.

Таким образом, беспилотные грузовики с контролем климата представляют собой инновационное решение для сельского хозяйства, способствующее сокращению потерь урожая, повышению эффективности логистики и снижению затрат.

Список использованных источников и литературы:

1. Ботаника для садоводов. Д. Ходж, 2019

2. Умный огород в деталях. Н. И. Курдюмов, 2011

3. Десять этапов проектирования малого сада. А. Сапелин, 2013

4. Белая книга садовода для детей. П. Каролина, 2024

5. Большая книга идей Lego. Машины и механизмы. Й. Исогава, 2021

Электронные источники:

6. https://education.lego.com/en-us/;

7. https://good-tips.pro/index.php/house-and-garden/orchard-and-garden/vegetables/plant-growth