从制作侧推泵到水动力遥控船

只看该作者 · 2022-11-6 23:10

本帖最后由逍遥李于 2022-11-7 00:25 编辑

#申请原创# @21ic小喇叭 @21小跑堂

要说制作水泵，那很久之前就尝试过了，但从制作水泵到制作一艘水动力遥控船的事情，还是因为上半年有段时间琢磨一种侧推泵，就是小电机带动叶片左右转动控制水流从左到右还是从右到左，在船模转向方案中会偶尔出现。见过一些侧推泵的设计方案，一直考虑用亚克力板做一个侧推泵，然后用泵喷出水流作为动力，做一艘小船，暂且叫水动力船吧，或者说应该叫“泵推进遥控船”。
1、泵的设计和制作
侧推泵方案有很多，有的直接用蠕动泵，如下图

也有选叶片泵的，我这里就是考虑的自己用亚克力板切割零部件，蠕动泵不太好做，叶片泵倒是有个不错的设计想法，使用层叠式结构，最后拼接成一个叶片泵，初步的模型如下：
方案A：

图中就使用了3层亚克力板拼接，用M2螺栓连接，图中标注很清楚了，空心杯电机带动叶片转动，叶片搅动水流，假设电机带动叶片正传水流从左侧流向右侧，则会产生由右向左的推力；相反，如果空心杯电机反转，则水流在叶片的搅动下会从右向左流动，也就会产生由左向右的推力。
实际测试有个问题，就是受限于左右进出水口的大小，水流并不足够大，推力也不足够大，于是做了修改。
方案B：

电机也换成了轴颈2mm的小马达，因为空心杯电机轴颈太小导致叶片中心孔要更小，但受限于加工方式，激光切割机切割小孔的时候要么切不透要么过大，不好控制过盈量，于是干脆选用了一款小马达，轴颈2mm很好控制叶片孔径，保证大小装上去紧紧配合。
这里改进的地方主要是进水口和出水口，进水口设置在底部了，到这里严格来说已经不是侧推泵了，而是一个水泵了，正反转都能排水，进水口都是底部的大孔，这里作为遥控船的推进器就要求配置两个，然后差速转向。这也是最后选用的方案。
制作与装配过程：零部件：

装配示意：

核心部件装配：

装配完成：

2、遥控方案
遥控方案也是思考很久，限于船体大小和泵的推力，电源不能太重，电路要简单，最好的方案是2.4G这类通信方案，遥控距离远，但这个方案就要做遥控器和接收机两部分，有点麻烦，还要MCU两套，最后选了蓝牙方案，可以省掉遥控器制作，直接用手机遥控，距离肯定就没那么远了，本来动力有限也跑不太快。蓝牙模块看了一大堆，最后选了JDY-10M这款
体积非常小，选这一款的另一个原因是：这个模块有IO输出口，也就是APP可以直接通过指令控制IO输出，而不需要外接MCU进行编码解码，这就极大节省了体积和重量，电路也简单多了。

这里选用的方案是APP控制IO输出，IO直接接MOS管驱动电机，而小船使用2组泵差速转向方案，也就是不需要控制电机正反转。
电路PCB如下，尺寸大概3.5cm*2.5cm：

附件有JDY-10M的使用说明，根据模块地址可以编辑指令，用蓝牙调试助手之类的APP可以直接用指令控制对应的IO驱动电机即可。
焊接中：

3、船体设计
船体整体像一个三角形

装配过程：

两侧对接：

双泵驱动安装：

底部展示：

外敷泡沫切割：

底面粘接：

4、小结
整体比较精致，动力也还可以，防水做得不够好，起初容易进水，底部铺了一层热熔胶，应该是重心的问题，尾部应当略微轻一点，这样不容易进水，但由于整体重量较轻，尾部又安装有驱动，导致尾部吃水较大
水盆里面试了一下，还比较流畅，中等速度，跑不快，下次拿出来跑上视频！

只看该作者 · 2022-11-7 01:03

本帖最后由逍遥李于 2022-11-11 21:52 编辑

蓝牙模块资料忘记上传了，补上：

JDY-10M多功能BLE MESH组网模块资料版本-V2.3.rar (8.31 MB)

测试：

只看该作者 · 2022-11-7 14:32

还是要考虑一下后退的问题

1万 · 2022-11-7 21:33

轴承不漏水吗？

只看该作者 · 2022-11-8 19:41

xch 发表于 2022-11-7 21:33
轴承不漏水吗？

这个浸入到水中肯定是进水的，正常调节好浮力轴承那个位置是在水面上，只有叶片接触水

只看该作者 · 2022-11-8 19:55

LcwSwust 发表于 2022-11-7 14:32
还是要考虑一下后退的问题

是的，后退是搞不了，转向没问题的，毕竟只是船

1万 · 2022-11-8 20:56

逍遥李发表于 2022-11-8 19:41
这个浸入到水中肯定是进水的，正常调节好浮力轴承那个位置是在水面上，只有叶片接触水 ...

表示怀疑。动平衡，静平衡不是同一个位置。

只看该作者 · 2022-12-8 23:41

真大佬啊

从制作侧推泵到水动力遥控船

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