Doublebrick - Российское сообщество энтузиастов конструкторов LEGO!
DoubleBrick в Facebook DoubleBrick в Twitter DoubleBrick в ВКонтакте RSS каналы DoubleBrick
Следи за новостями!

Как я построил грейдер

Избранная статья! Статья | 05.06.2013 | 12:49 | Автор: desert752  | Серии: Technic Разделы: Своими руками

Не так давно я закончил строительство пожалуй лучшей на данный момент своей модели – это пневматический грейдер, про который рассказывал здесь - Грейдер. В процессе строительства мне пришлось решить несколько интересных и довольно непростых задач, так что я решил поделиться своим скромным опытом, полученным при создании этой модели, а заодно обсудить некоторые аспекты проектирования больших моделей из Лего Техник.

Приведу фотографию модели, вокруг которой пойдет повествование в данной статье.


Приступая к работе над новой моделью, я уже примерно представляю, что я хочу получить в результате – основные действия, которые она сможет делать, примерный внешний облик. Если ставится цель собрать модель, похожую на реально существующую машину, важно ознакомиться с устройством реальных аппаратов. Это поможет оценить количество функций и габариты будущей модели. Этот подготовительный этап порой может занять довольно много времени, но при этом вы узнаете много нового и интересного. Для иллюстрации приведу объем информации, проработанной при проектировании грейдера (рис. 1).

Рис. 1
Рис. 1

Выбрав грейдер в качестве объекта моделирования, в первую очередь, я оценил количество функций в реальной машине. Их оказалось довольно много, так что сразу пришлось выбирать – чем жертвовать, а что оставить. Все функции условно разделились на две группы – связанные с ходовой частью и с пневматикой (в реальных машинах обычно – гидравлика).

По ходовой части был оставлен минимум для экономии места и, по возможности, для увеличения надежности (чем больше механизмов, тем хуже будет все работать, особенно это критично для больших моделей из-за большой массы и, как следствие, большого трения). Таким образом, из ходовой части остался:

1.Неотключаемый полный привод без блокировок межосевых дифференциалов. Обычно ставят раздельный привод на задние тележки и передние колеса, причем на продвинутых моделях передние колеса приводятся в движение электромоторами, при этом есть режимы работы, при котором только передние колеса ведущие. Также встречается блокировка дифференциалов и, конечно же, коробка передач, от которой я отказался сразу.

2.Рулевое управление. Передние колеса поворачиваются актуатором, что сделано для повышения точности (обычно в реальных машинах эту функцию выполняют гидроцилиндры).

3.Сочлененная рама. Два больших актуатора, приводимые в действие двумя М-моторами, управляют сочлененной рамой, что позволяет уменьшить радиус поворота и даже ездить «по диагонали».

4.Регулировка поперечного угла наклона передних колес – необходима для предотвращения сноса переднего моста из-за нагрузки на отвал. Если передние колеса приводятся в движение электромоторами (встроены в ступицы), то такая система получается весьма компактной и эффективной, однако в системе Power Functions нет таких компактных моторов (старых микромоторов у меня нет, так что я не знаю, возможно ли их применение для этой цели), так что пришлось делать карданную передачу, что резко усложнило и увеличило в размерах конструкцию переднего моста. Наклон колес производится маленьким актуатором.

5.Также в механическую часть была вынесена функция поворота отвала (из субъективных соображений удобства), для чего в тяговую раму отвала был встроен L-мотор.

Таким образом, в ходовой части задействованы: 3 XL-мотора на привод, 2 M-мотора на сочлененную раму, 1 L-мотор на рулевое управление, 1 M-мотор для регулировки угла передних колес, 1 L-мотор для поворота отвала.

Пневматическая система сделана не совсем обычной. Всего реализовано 7 функций (8-я – компрессор, состоящий из 2-х маленьких помп и M-мотора).

1.Переднее навесное оборудование.
2.Заднее навесное оборудование.
3.Горизонтальный вынос отвала.
4.Угол атаки отвала.
5.Диагональный вынос отвала.
6.Левый основной цилиндр отвала.
7.Правый основной цилиндр отвала.

Схема пневматической системы приведена на рис. 2.

Рис. 2
Рис. 2

Для уменьшения количества моторов я впервые применил схему с зависимыми пневмоключами (они переключаются одновременно, что показано на схеме оранжевыми стрелками). Два пневмоключа были сделаны сдвоенными (блок зависимых ключей, состоящий из 2-х моторов и 4-х ключей, показан на рис. 3).

Рис. 3
Рис. 3

Такая система имеет ограничение – если в обеих цепях для работы требуется высокое давление, то работать будет только одна цепь, та, которая подключена в данный момент к компрессору. При наличии переключателя режима (о котором чуть позже) такая схема позволяет сэкономить 2 мотора (1 M-мотор на 1 ключ). В данной модели удалось сэкономить только один мотор из-за особенностей компоновки.

Итак, пневматика реализована на шести M-моторах.

Таким образом, получается 13 независимых функций. Это моя первая модель, где я реализовал больше 8 независимых функций (число независимых каналов системы Power Functions равно 8), для чего применил «переключатель режимов» - отдельный канал, используемый для поочередного отключения части ИК-приемников (всего в модели использовано 7 ИК-приемников). Из-за больших линейных размеров модели и малого внутреннего объема, переключатель был разбит на три части – 2 электрических и 1 пневматический. Более подробно об увеличении количества независимых функций в моделях можно прочитать в статье Количество функций в системе Power Functions.

Обращаю особое внимание на то, что электрические провода и пневмолинии, когда их много, занимают очень много места!!!

Электрическая схема модели показана на рис. 4.

Рис. 4
Рис. 4

В виду большого количества моторов, масштаб особо выбирать не пришлось – решил делать модель на самых больших – 94-х колесах. Оглядываясь назад, можно сказать, в меньший масштаб все эти механизмы не поместятся – внутреннее пространство модели забито под завязку. Примерное размещение механизмов приведено на рис. 5.

Рис. 5
Рис. 5

Из-за тесноты размещения я не придумал, как в этой модели осуществить визуальный контроль всех пяти пневматических переключателей (при наличии визуального контроля положения пневмоключей управление моделью гораздо проще!). Для того, чтобы обеспечить к ним «аварийный» доступ, был сделан открывающийся капот. Единственный ключ, до которого быстро не добраться – это переключатель режима, который замурован под сиденьем водителя – другого места для него просто не нашлось. Аналогичная проблема с батарейными блоками – чтобы заменить элементы питания придется разобрать пол машины…

Отдельно хотелось бы остановиться на задних тележках. Для их соединения с основной рамой я использовал большие Turn-Table'ы. Они хороши для легких машин, но под большой разрывающей нагрузкой (на которую они и не рассчитаны) они раскрываются. Выяснилось это довольно поздно, так что пришлось сцепить мосты снизу шарнирным соединением, чтобы они не разъезжались при движении (на фотографиях его не видно, но оно есть :) ). Сочленение рамы также сделано с использованием этой детали, и там она тоже повела себя не лучшим образом – прогиб заметен, что называется, невооруженным глазом.

Отступая от технических проблем, скажу, что для сборки большой модели требуется много места и еще больше терпения. Кроме того, модели больших размеров и массы не всегда удобны при транспортировке. Для грейдера я решил эту проблему, сделав прочную переносную платформу – см. рис. 6.

Рис. 6
Рис. 6

Ну и в заключении приведу некоторые интересные цифры по данной модели:

- Время постройки – около 4-х месяцев.
- Масса модели – около 5 кг.
- Размеры модели без навесного оборудования – 80 x 28 x 35 см.
- Количество деталей – 5200 шт.
- Суммарная длина пневматических шлангов – 14.8 м.
- Количество моторов – 17 шт.
- Количество батарейных блоков – 2 шт.
- Количество ИК-приемников – 7 шт.


Всем успехов в строительстве!

Теги: грейдер
Поделиться |

Голосование
?
Ваша оценка
(12)
0.0
Голосовать могут только зарегистрированные пользователи.

5650 просмотров