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スラスタの作成2

今日は大学でレーザーカッターが借りられなかったので,スラスタの土台部分を作るのは明後日以降になってしまった.

そこで,まずスラスタのメインユニットの部分を作成することにする.
作成方法はBlueWorldに有るY_D_Dock氏の記事が丁寧かつわかりやすいので,もしこのスラスタに興味を持たれた方がいたらそちらを併読されることをおすすめする.
また,これらの機構を内部に搭載して宇宙船などのモデルを水中で動かすアクアモデラーズというチームがあり,非常にクオリティの高いロボットを作成している.
youtubeのAMM動画

まず材料,以下の様な電動石油ポンプを用いる.
石油ポンプ

これやバスポンプはモータ部を水密する機構を有するため,少ない追加工で十分な性能を得られ,便利だ.
実際に水密のスラスタユニットを1から制作する場合,
・回転軸周りの水密
・ケーブルまわりの水密
・ユニットそのもののメンテナンス性
の3点を並立する必要が有るため非常に面倒だ.やってみて,そう何度もやりたくないと思う.
ちなみに,石油ポンプ以外の手段として,市販のラジコン用ブラシレスモータをまんま水中に投入する事例もある.
以下の動画は先日市販のダクテッドファンを水中にぶち込むという荒業を行ったものだ.
この状態ですでに20A程度の電流が流れている.バッテリで遊び倒すにはいささかオーバーしている.
Vimeo:ブラシレススラスタ


閑話休題.
ポンプスラスターの作成を行う.
モータ部分はポンプの吸い込み口の位置にあるので,まずはそこを残してぶち切ってしまった.
ポンプ分解


上は中身を抜き出した状態.真ん中が水密済みのモータ部分だ.
ちなみにファンはブロワーファンの形状になっていて,一般的なスクリューの形状をしていない.

外したモータ管の中身はこんなかんじ.
モータ管分解


モータは3V仕様のRE280.これに5V以上を印加すると15分程度しか持たなかったので,ロボットとして使用することを考え,5V 以上の電圧での使用が可能な使用を探すことにした.
候補としては
・SPEED280
・RC280
・その他1/18サイズラジコン用モータとなる.
ちなみに値段を見ると,最安はRC280となる.1/18サイズのモータはブラシレスが大半であり,その形状から内部に入れることが難しい.また,シャフトがDカットされていることから,水密性の低下を伴ってしまう.
そこで,初期のコンセプトから安価で性能を達成するRC280を用いることにした.
また,モータにはノイズ除去用のコンデンサを搭載する.0.1μのコンデンサを下図の用に接続し,ゴムと管内部はモータ内部に入らない程度にシリコングリスでこれでもかと埋め尽くす.これでモータ管は完成.
パスコン


次は外装部分を整形する.
石油ポンプには断面形状が凸型になる部分があるので,そこに変形した位置を基準として,凸断面部分の距離を5mm分残す.
また,変形部分から10mmのところに∮4mmの穴を開けてケーブルを逃がす.

排出部分だが,このポンプは構造上ある程度の圧縮出来る構造が必要になる.
そこで,排出口までに絞りを加えたパーツを被せることにした.
CADで設計をしたものを大学にある工場の3Dプリンタを用いて整形し,それをシリコンで型取り,量産を可能にする.
下の写真の左が型,中央が原型,右が量産品.
加圧キャップ

それを固定して,エポキシ接着剤を用いて固定したら終了.
固着に40分程度かかるので,15分程放置してある程度粘性が上がってから塗布した.
完成版の写真と動画を以下に示す.
完成スラスタ部

石油ポンプスラスタ実験 from Hirokazu Yamagata on Vimeo.



途中推力が急に落ちるのは圧縮がうまくいかない状態.定常的に水を流して圧縮されている状態でなければ効果を発揮しない.
このあとスラスタを垂直に立てたところ,水柱は300mmを超えた.

とりあえずスラスタは完成.固定用の台はレーザー加工機がかりられ次第作成することにする.
今日のオモシロイコトはここまで.
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ガガタロス

Author:ガガタロス
ノックアウトを短くしたような大学に通う理系院生。
でも、中身は文型。

ロボットを作るのが好きだったり。
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