THeMIS tõsteraami projekteerimine

Abstract

Käesolevas lõputöös projekteeriti Milrem Robotics AS-i THeMIS’e hooldustöödeks mõeldud uus tõsteraam, mille eesmärgiks oli parandada olemasoleva lahenduse ohutust, mobiilsust ja kasutusmugavust. Töö põhjaks olid ettevõtte töötajate poolt välja toodud probleemid ning turul pakutavate tõsteseadmete analüüs, mille tulemusena selgus, et sobiv valmis lahendus puudub. Projekteerimise käigus töötati välja uus ristkülikukujuline raamkonstruktsioon, mille puhul saavutati märkimisväärne massi vähenemine võrreldes varasema raamiga. Konstruktsioonis kasutati kombineeritult erineva ristlõike ja tugevusklassiga terasprofiile, mis võimaldas tagada piisava tugevuse ning samal ajal hoida kogu raami mass 61 kilogrammi juures. Erilist tähelepanu pöörati reguleeritavate jalgade ohutule fikseerimisele, rataste paigutusele ning tõstepunktide pehmendamisele, et vältida sõiduki pinnakatte kahjustusi. Tugevusarvutused teostati SolidWorks Simulation keskkonnas, kasutades lõplike elementide meetodit. Arvutuste tulemused näitasid, et konstruktsioon vastab seatud varuteguri nõuetele ning on ohutu nii tööasendis kui ka kahvelkäruga ja tungrauaga tõstmisel. Lisaks kontrolliti kriitiliste komponentide, nagu lukustussõrmede, kandevõimet erinevates koormusstsenaariumites. Majanduslikust aspektist selgus, et kuigi projekteeritud tõsteraami omahind on kõrgem, kui osadel turul pakutavatel lahendustel, jääb see siiski alla parima funktsionaalsusega ostutootele ning pakub samas täpselt THeMIS’e vajadustele vastavat lahendust. Suurimaks eeliseks on tõsteraami parem ohutus ja ergonoomika, mitte otsene ajavõit. Kokkuvõtvalt võib järeldada, et lõputöö eesmärk sai täidetud ning projekteeritud tõsteraam vastab püstitatud tehnilistele ja funktsionaalsetele nõuetele. Töö loob tugeva aluse edasiseks arenduseks ning võimaldab tulevikus rakendada täiendavaid automatiseeritud lahendusi.v The aim of this thesis was to design a new lifting frame for the Milrem Robotics AS THeMIS unmanned ground vehicle, intended for maintenance, testing and transportation on concrete floors. The need for this work arose from the growing production capacity and on the shortcomings of the currently used lifting frame, which include excessive weight, limited mobility and insufficient operational safety. Milrem Robotics AS is an Estonian defence industry company whose main product is the THeMIS unmanned ground vehicle. Due to the vehicle’s mass, which can reach up to 2380 kilograms with additional equipment, maintenance operations require a stable and safe lifting solution. Existing commercial lifting devices were analysed, but none fully met the functional and dimensional requirements of the THeMIS platform. As a result, a new lifting frame was designed based on defined technical requirements and operational constraints. The design process included the selection of suitable materials, structural solutions and commercially available components. Special attention was paid to improving safety, reducing overall mass and increasing ease of use. The final design resulted in a lifting frame with a total mass of 61 kilograms, significantly lighter than the previously used solution. Structural strength analyses were carried out using the finite element method in SolidWorks Simulation. The results confirmed that the lifting frame meets the required safety factors under all considered loading conditions, including lifting with a pallet truck and a jack. Critical components, such as locking pins, were also analysed to ensure sufficient load-bearing capacity. From an economic perspective, the cost of the designed lifting frame is higher than some commercially available alternatives but remains lower than the most suitable market solution. Considering that all commercial products would still require modification, the decision to design a custom lifting frame was justified. In conclusion, the objectives of the thesis were successfully achieved. The designed lifting frame improves operational safety and usability and provides a solid basis for further development and potential future product integration.