SPALOVÁK 2 - 3/5

24. února 2009 v 22:27 | Hawelson |  BEAMBOTI

Na předchozí stranu ZDE



5) Popis konstrukce vozítka:

Při konstrukci vozítka jsme s konstruktérem Lukášem víceméně improvizovali, proto jsme se rozhodli nedělat přesné popisy postupů stavby konstrukce, vytvořil jsem pouze přesný 3D model vozítka v SolidWorksu, který vám můžu zaslat po požádaní (na stránky blogu nelze ukládat soubory tohoto druhu). V 3D modelu si můžete poměrně detailně prohlédnout celé vozítko. Vozítko je tam namodelováno v přesných rozměrech, jako skutečné vozítko. Tedy můžete si tam úplně všechno změřit a podle tohoto modelu si postavit přesnou kopii vozítka.
Zde dávám na ukázku několik screenshotů tohoto 3D modelu:

Screenshoty 3D modelu vozítka Spalovák 2 5.1:


-Modul přeměňující tepelnou energii na elektrickou:

Tepelnou energii na elektrickou samozřejmě přeměňuje ve vozítku TEG Peltierův termoelektrický článek, ovšem k tomuto termočlánku potřebujeme z jedné strany dostat teplo a ze strany druhé chlad, respektive z jedné strany dodávat teplo a z druhé odebírat. K tomu slouží na vozítku 4mm měděný tepelný vodič se stíněním (popis níže), jež přivádí na termočlánek teplo z jedné strany a na druhé straně termočlánku je umístěn mezichladič, který do sebe má vysoustruženou díru na vodu, kvůli nepřesažení maximální teploty chladiče 100°C a také kvůli zvětšení měrné tepelné kapacity celkového chlazení, jež chladí termočlánek ze strany druhé a teplo dále předává dvěma chladičům (klasické chladiče z procesorů ze starších PC) a také konstrukci vozítka. Pokud budete vozítko déle provozovat, konstrukce vozítka se zahřeje na velice vysoké teploty, proto je třeba dávat na tuto skutečnost pozor a s vozítkem manipulovat buď opatrně nebo až po vychladnutí, pokud ve vozítku použijete kvalitní chladiče a nebudete mít příliš silný tepelný zdroj, tak tento problém ani nebude nastávat.
Použitý Peltierův termočlánek TEG1-12610-5.1 je typu TEG1, tedy zvládá teploty na horké straně až do 260°C a na chladné straně "jen" do 160°C kvůli jiné úpravě spojů - studená strana je pouze pájena a horká je spojená slitinou. Proto je třeba dávat pozor na orientaci stran. Pokud termočlánek otočíte naopak, roztavíte při teplotě zdroje nad 160°C pájené spoje a termočlánek zničíte. V balení objednaného termočlánku budete mít popsáno která strana je "horká" a která "studená", proto nezapomeňte na tuto skutečnost!

Fota modulu přeměňujícího tepelnou energii na elektrickou s ukazatelem na termočlánek 5.2:

-Stínící měděný plech v měděném vodiči tepla k termočlánku:

Na 3D modelu si můžete všimnout na měděném vodiči tepla stínicích plechů směrem ke krajům vozítka. Tyto plechy na vozítku původně nebyly navrhovány, ovšem při reálných pokusech se plamen z lihového kahanu při každém slabém pohybu vzduchu pohyboval ke krajům horního měděného tepelného vodiče a tím se hodně snižovala účinnost. Navíc i když byl plamen ve středu měděného vodiče tepla, stále se většina tepla prostě rozšířila ke krajům a unikla bez užitku. S těmito stínicími plechy se tepelná energie mnohem více zachycuje v "kapse" vytvořené těmito plechy, kde nejteplejší vzduch se drží u vrchu a až studenější uniká pryč. Reálná účinnost se tím zvýšila velice podstatně!

Screen původního návrhu 5.3:
Screen stínicích mědělných plechů 5.4:


-Materiály vozítka:

Podvozek, chladiče, mechanismus otáčející předními koly, ochranný plech u elektroniky a různé malé držáky jsou vyrobeny z hliníkového plechu. Mezichladič a kola jsou vyrobeny z duralu. Hřídelky, distanční sloupky, držáky pohonného motoru a převodů na zadní kola a plech s vypínačem a výstupem na externí zdroj je vyrobeny z nerezu. Držák ozubeného kola na hřídelce zadních kol je vyroben z mosazi. A tepelný vodič k termočlánku a stínič k předním snímačům je vyroben z mědi.


-Umístěni čidel překážek:

Čidla překážek jsou umístěna na přední části vozítka, viz kostičky ve 3D modelu vozítka. IR vysílací LED jsou umístěny kousek pod nimi. Mezi IR přijímači a vysílacími LED musí být umístěno "stínění" tak, aby snímače nezachytávaly podlahu. Tedy od IR přijímače musí mít stínění umístěno tak, aby byla pro ně zastíněna podlaha, viz foto:

Foto stínění snímačů (nákres odrazu paprsků) 5.5:


-Umístěni pohonného motoru a převody:

Pohonný motor je umístěn na zadní časti vozítka, přišroubovaný přední části k nerezovému plechu sloužícímu k držení převodů vozítka. U mého vozítka je celkový převod motoru na kola 10:1, ovšem může být převod i o něco větší, jednak to není závodní vozítko a je dosti těžké. Podle otáček zvoleného pohonného motoru je ideální převod 10:1 až 30:1. Převodová kolečka jsem použil z různých elektronických zařízení, většinou z CD-ROM mechanik. Mezi pastorkem a prvním ozubeným kolem je poměr převodu asi 4:1 a mezi prvním ozubeným kolem a kolem na pohonné osce zadních kol je převod asi 2,5:1. Rozmístění a rozměry ozubených kol jsou v 3D modelu.

Foto pohonný motor a převody 5.6:








-Umístěni serva a natáčecího systému předních kol:

Servo je umístěno mezi řídicími plošnými spoji v přední části vozítka viz 3D model. Je umístěno přesně na oce natáčecích kloubů předních kol a mechanizmus předních kol je zařízen podobně jako v autech. Při natáčení serva, servo pohybuje předním plechem který natáčí oba kola, opět viz 3D model.

Foto servo a natáčecí systém 5.7:






- Popis kol:

Kola jsou vysoustružena z duralu podle 3D modelu, mají průměr 40mm a na obvodu mají vysoustruženou drážku pro těsnící kroužek, jako pneumatiku. V předních kolech jsou zabudovaná ložiska.

Foto ložisko v předním kole 5.8:


-Popis značek na vozítku:

Navíc jsou na vozítku umístěny dvě solární LCD blikající značky. Takovéto klíčenky můžete koupit např. v GME nebo na aukru. Tyto klíčenky napájí malý amorfní solární panel, tedy po osvětlení této značky začne blikat. Výhoda je, že tyto značky nepotřebují žáden zdroj energie, kromě světla a jsou téměř věčné. V přední části klíčenky je obrovský průhledný jednopixelový displej, za nějž lze umístit papírek s libovolným nápisem. Zvolil jsem po zkouškách pouze jednoduchý kontrastní nápis HAWELSON.BLOG.CZ. Při blikání značky vyvolávají dojem složitého blikajícího displeje zobrazující právě tento nápis. Tyto značky jsou umístěny v předu a vzadu na vozítku viz 3D model.

Fotky značek umístěných na vozítku 5.9:




-Další informace ke konstrukci:

Všechny pohyblivé části mého vozítka jsou na ložiskách. Ložiska na přední kola a ložiska v natáčecím mechanismu jsem použil z HDD z ložiska držící čtecí hlavičku.
Ložiska na hřídelce zadních kol a ložisko na ozubeném mezikolečku při pohonném motoru jsou použity z krokových motorů používaných v CD-ROM mechanikách pro otáčení CD.


Fotky ložisek 5.10:






Pokračování článku ZDE

 

6 lidí ohodnotilo tento článek.