Robottiveneen rungon konseptisuunnittelu
Kyllönen, Riku (2018)
Kyllönen, Riku
Oulun ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018121922448
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018121922448
Tiivistelmä
Työssä kehitettiin havainnollistava 3D-konseptimalli siitä, millaisia autonomisen robottiveneen runkorakenne ja toiminta voisivat olla. Työn tilaajana toimi Aquamarine Robots Oy, jonka nykyisen robottiveneen runkorakenteessa havaitut rakenteelliset ja toiminnalliset ongelmat johtivat uuden runkorakenteen konseptisuunnittelun tilaamiseen.
Suunnittelussa kehitettiin osaratkaisuja, jotka täyttäisivät työn tilaajan asettamat toiminnalliset, rakenteelliset sekä esteettiset vaatimukset ja jotka voitaisiin yhdistää johdonmukaiseksi ja toteutuskelpoiseksi kokonaisuudeksi. Tärkeimpiä vaatimuksia olivat riittävän pienet äärimitat, riittävän suuret ja helposti tavoitettavat laitetilat, kyky toimia matalassa vedessä, kuljetuksen ja käytön aikana syntyvien rasitusten sieto ja orgaaninen muotoilu.
Rungon muotoilussa hyödynnettiin teknistä vertaiskehittämistä poimimalla piirteitä olemassa olevista vesialuksista. Näitä olivat esimerkiksi matalan syväyksen kalastusveneiden laakea pohja ja katamaraania muistuttavan polkuveneen tunnelilla jaettu vettä syrjäyttävä tilavuus. Aluksen yleisilmeen määrittävänä muotoilureferenssinä käytettiin ryhävalasta, koska nykyinen alus on muotoiltu myös valaan mukaan.
Konseptimallin suunnittelussa ja simuloinnissa käytettiin SolidWorks 2017 -CAD-ohjelmistoa. Valmiilla konseptimallilla kyettiin havainnollistamaan laitteen muotoilu, rakenteen osat sekä niiden valmistettavuus ja moottoroidun perämoottoreiden laskumekanismin toiminta. Mallilla tehdyn virtausanalyysin suuntaa antavista tuloksista voitiin arvioida, että aluksen geometria ei aiheuta merkittäviä ongelmia 5 solmun nopeudessa.
Konseptimallista kyettiin osoittamaan, että rakenne täyttää kaikki määritettävissä olevat mitoitukseen, laitteiston käytettävyyteen ja aluksen toimintoihin liittyvät vaatimukset. Hankalasti määritettäviä tai jatkokehitystä edellyttäviä ominaisuuksia kuten rasituksen sietoa ja virtausvastusta pyrittiin arvioimaan objektiivisesti. Konseptiehdotuksen rakenteen todettiin täyttävän suurimman osan asetetuista vaatimuksista ja sitä voidaan täten pitää onnistuneena. Konseptimallia tai sen osia voidaan käyttää tulevaisuudessa jatkokehityksen ja mahdollisen tuotteistamisen perustana. Työn tilaaja oli tyytyväinen opinnäytetyön lopputuloksiin ja piti konseptia toteutuskelpoisena.
Suunnittelussa kehitettiin osaratkaisuja, jotka täyttäisivät työn tilaajan asettamat toiminnalliset, rakenteelliset sekä esteettiset vaatimukset ja jotka voitaisiin yhdistää johdonmukaiseksi ja toteutuskelpoiseksi kokonaisuudeksi. Tärkeimpiä vaatimuksia olivat riittävän pienet äärimitat, riittävän suuret ja helposti tavoitettavat laitetilat, kyky toimia matalassa vedessä, kuljetuksen ja käytön aikana syntyvien rasitusten sieto ja orgaaninen muotoilu.
Rungon muotoilussa hyödynnettiin teknistä vertaiskehittämistä poimimalla piirteitä olemassa olevista vesialuksista. Näitä olivat esimerkiksi matalan syväyksen kalastusveneiden laakea pohja ja katamaraania muistuttavan polkuveneen tunnelilla jaettu vettä syrjäyttävä tilavuus. Aluksen yleisilmeen määrittävänä muotoilureferenssinä käytettiin ryhävalasta, koska nykyinen alus on muotoiltu myös valaan mukaan.
Konseptimallin suunnittelussa ja simuloinnissa käytettiin SolidWorks 2017 -CAD-ohjelmistoa. Valmiilla konseptimallilla kyettiin havainnollistamaan laitteen muotoilu, rakenteen osat sekä niiden valmistettavuus ja moottoroidun perämoottoreiden laskumekanismin toiminta. Mallilla tehdyn virtausanalyysin suuntaa antavista tuloksista voitiin arvioida, että aluksen geometria ei aiheuta merkittäviä ongelmia 5 solmun nopeudessa.
Konseptimallista kyettiin osoittamaan, että rakenne täyttää kaikki määritettävissä olevat mitoitukseen, laitteiston käytettävyyteen ja aluksen toimintoihin liittyvät vaatimukset. Hankalasti määritettäviä tai jatkokehitystä edellyttäviä ominaisuuksia kuten rasituksen sietoa ja virtausvastusta pyrittiin arvioimaan objektiivisesti. Konseptiehdotuksen rakenteen todettiin täyttävän suurimman osan asetetuista vaatimuksista ja sitä voidaan täten pitää onnistuneena. Konseptimallia tai sen osia voidaan käyttää tulevaisuudessa jatkokehityksen ja mahdollisen tuotteistamisen perustana. Työn tilaaja oli tyytyväinen opinnäytetyön lopputuloksiin ja piti konseptia toteutuskelpoisena.