Введение: Транспортная тележка из ПВХ труб
Средняя школа, где я преподаю, в настоящее время полностью перестраивается. Существующий кампус сносят, и на том же месте одновременно строят новый. Временные носильщики сменили учителей, превратив кампус в обширное смешение старого и нового. Кампус перегорожен заборами, что многократно увеличивает расстояния между его частями. Чтобы ориентироваться в этих условиях, техническому отделу понадобился метод транспортировки, более интересный, чем ходить и таскать. Наш проект – это попытка остроумного решения транспортной проблемы с одновременным изучением вариантов применения и ограничением конструкционных материалов только ПВХ.
Я использовал ПВХ в других проектах, включая дистанционное управление Xbee, и на меня производит впечатление его универсальность, экономичность и относительная легкость быстрого воспроизведения образцов. Через полгода я легко смог воспроизвести настоящий проект по памяти. В роботизации танковый привод часто используется для маломасштабных приводных систем, так неужели мы, имея не такие уж мощные двигатели 24 В, не смогли бы сделать тележку грузоподемностью 90 кг с ПВХ рамой?
Начнем изготовление со списка материалов.
2 двигателя 24В по $38 каждый на PartsforScooters.com
2 батарейки12 Вольт 7.2 Ачас. по $24 из Part for Scooters
2 ведущих колеса для цепного привода E100 по $27 каждое в Parts for Scooters
2 поворотных колеса 10 см по $6 в Harbor Freight
2 поворотных колеса 7,5 см по $6 в Harbor Freight
1 контроллер двигателя переменного тока Sabertooth (мы заказали неправильную версию , так что пришлось импровизировать) $70
Приемник и передатчик переменного тока (у нас был старый, низкобюджетный передатчик)
ПВХ труба 2,5 см (стоит очень дешево, буквально несколько долларов за 3 м)
различные тройники, соединения под углом 90°, крестообразные соединения 2,5 см, которые могут увеличить стоимость.
Фанера 2 см и цепи для приводов
Шаг 1: Основные приводные валы и рама
Окончательной версии этого проекта предшествовали чертежи и изготовление нескольких вариантов, и я уверен, что она тоже будет совершенствоваться. В более ранних вариантах было так много соединений, что тележка становилать слишком громоздкой и тяжелой (фотографии ранних образцов приведены в конце проекта). Окончательная версия способна въехать в классную комнату и в лифт и одновременно везти солидный груз. Хотя для прочности и надежности были использованы только ПВХ трубы диаметром 2,5 см, достаточно было бы диаметра 2,0 см. Большинство разрезов были выполнены с помощью недорогой ручной пилы для резки под углом и привода, которые можно купить в магазинах фирмы Harbor Freight.
Основной вал представляет собой металлическую ось от колеса, продетую через пробку диаметром 2 см, просверленную специально для этого. К пробке был прикреплен болт, а потом она была вставлена в резьбовой редукток 2 см, который с одной стороны входил в тройник а с другой – в уголок, как показано на снимке далее. Крестовина 2,5 см соединяет два колесных узла, образуя единый прочный вал. 5-сантиметровые кусочки ПВХ труб диаметром 2,5 см обычно обеспечивают хорошее соединение без зазора. Основной вал был склеен с помощью обычного фиолетового праймера, а потом и чистого ПВХ цемента.
Основная рама состоит из двух половинок , каждая из которых может быть отсоединена от основного вала, чтобы придать проекту некоторую универсальность на тот случай, если кому-нибудь придет в голову изменить переднюю или заднюю части.
Задняя часть стоек показана на снимке ниже с указанием размеров. Центральное соединение приблизительно равно 25 см и сделано с ошибкой, так что для решения этой проблемы добавлено дополнительное соединение. Эта часть при переходе к этапу склеивания пока соединена начерно, поэтому при склеивании проверяйте ее форму и пользуйтесь нашими цифрами.
Деревянная пластина толщиной 2 см крепилась соединениями 2,5 см, купленными в электроотделе магазина Home Depot. Поворотные колесики были прикреплены под фанерой и во многом обеспечили прочность тележки, позволяющую мне водрузить на нее все мои 88 кг. Убедитесь, что поворотные колесики сохраняют клиренс при повороте и не контактируют с ПВХ трубками. Края фанеры были начисто отфрезерованы. Красный передний край листа фанеры был полностью срезан с помощью разнообразных инструментов, включая дрель с кольцевой пилой, ленточную пилу и дремель для зачистки углов.
Передняя часть была сделана подобным образом по размерам, показанным на рисунке. Передняя и задняя детали из фанеры были покрашены краской Tempura, которая была у меня единственным материалом из области искусства, но обеспечила приятный вид. Для защиты я покрыл ее сверху прозрачным лаком Varathane Spar Urethane. Поворотные колесики 7,5 см хорошо выглядели на передней стороне, придавая всей тележке легкий уклон .
Примечания к изображению
1. 12,5 дюймов = 31,5 см
Шаг 2: Система привода Sabertooth
Система привода состоит из двух двигателей, установленных на переднем куске фанеры толщиной 2 см, с цепью, соединяющей их с приводным колесом. Вместо сверления отверстий для установки двигателей в фанере были профрезерованы пазы длиной примерно 2,5 см, чтобы можно было оттягивать двигатели от колес для натяжения цепи. Пазы были прорезаны фрезой 1 см и получились удачно, но прорезать их было немного трудно. Полезно иметь помощника для оттягивания двигателей назад, в то время как вы затягиваете болты и гайки, чтобы правильно установить цепь X
Две батарейки 12 В последовательно соединены , давая системе электропитание 24В, и подключены непосредственно к контроллеру двигателя Sabertooth (Выключатель в зоне привода облегчает функцию электропитания). Каждый двигатель так же напрямую подключен к контроллеру двигателя Sabertooth. Хотя первоначально мы собирались заказать привод с двигателем 2x12A, остановились мы на версии с переменным током, которая не допускала использование проводного управляющего потенциометра. Поэтому наша система управления полностью беспроводная и позволяет нам перемещать передатчик переменного тока отдельно от тележки и катать ее, как Джеймс Бонд. На приведенных снимках проводок, тянущийся от одной 12-вольтной батареи к другой, показан с приемником переменного тока, соединенным с ПВХ гребешком, который получает сигналы извне.
Контроллер переменного тока прикреплен к стержню рукоятки с помощью напечатаннного на 3 D принтере самодельного держателя, который сразу подошел к ПВХ трубе (спасибо, Ванесса). Этот держатель должен быть встроен в пространство для батареек. Окончательная версия без ходового основания показана на снимке с указанием размеров гребешка и ходовой опоры. Видео показывает, что тележка функциональна, и ею очень весело управлять.
Я знаю, что пропустил некоторые детали, которые могут представлять интерес, поэтому не стесняйтесь задавать любые вопросы, пришедшие в голову. Надеюсь, кто-нибудь получит удовольствие, читая о нашей конструкции, и сделает что-либо подобное. Мне нравится слушать рассказы об этом. На последних страницах я поместил несколько фотографий более ранних конструкций, чтобы показать ход инженерной мысли при создании этого проекта.
Шаг 3: Несколько фотографий более ранних образцов
