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从制作侧推泵到水动力遥控船

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逍遥李|  楼主 | 2022-11-6 23:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
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


蠕动泵.jpg


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:

侧推泵A.jpg
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:
侧推泵B.jpg
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:
001.jpg
装配示意:
002.jpg 003.jpg
核心部件装配:

004.jpg
装配完成:
005.jpg


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:
PCB-3.jpg PCB-2.jpg
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:
011.jpg

3、船体设计
船体整体像一个三角形

遥控船.jpg
装配过程:

006.jpg
两侧对接:

007.jpg
双泵驱动安装:
008.jpg
底部展示:

009.jpg
外敷泡沫切割:

010.jpg
底面粘接:
012.jpg

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!



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21小跑堂 打赏了 80.00 元 2022-11-08
理由:恭喜通过原创审核!期待您更多的原创作品~

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逍遥李 2022-11-8 19:54 回复TA
@21小跑堂 :没问题,请跑堂放心! 
21小跑堂 2022-11-8 09:56 回复TA
经典的动力遥控船小玩意,作者的设计应该属于丐中丐了,完成了最基础的船体稳定和定力推进,如果可以做到调速和更好的稳定性那就更好啦。即使如此,二姨家也很欢迎你的创作。希望后续可以补一下视频哦。 

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逍遥李|  楼主 | 2022-11-7 01:03 | 显示全部楼层
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)

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LcwSwust| | 2022-11-7 14:32 | 显示全部楼层
还是要考虑一下后退的问题

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xch| | 2022-11-7 21:33 | 显示全部楼层
轴承不漏水吗?

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逍遥李|  楼主 | 2022-11-8 19:41 | 显示全部楼层
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

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逍遥李|  楼主 | 2022-11-8 19:55 | 显示全部楼层
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

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xch| | 2022-11-8 20:56 | 显示全部楼层
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。

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