ТЕХНО-СОК

Здравствуйте читатели 3DToday.

Занимаюсь разработкой техники для применения на озёрах изготовленной при помощи технологии 3D печати. Ранее писал отдельные статьи с описанием разработок, сейчас решил собрать всё в одной статье и рассказать что мы сделали за два года.Наши разработки не относятся к судостроению, позиционируем наших дронов как технику применяемую для получения полезный информации на озёрах в пресной воде. Главное в наших дронах это стабильность и безотказность работы и получение полезной информации при помощи различных установленных на борт исследовательских приборов и датчиков.

Все корпусные детали наших дронов можно изготовить по технологии 3D печати, считаю это большим преимуществом перед классическими способами изготовления деталей в машиностроении. Если делать детали дронов классическим машиностроением тогда нужна фрезерка, токарка, литьё, изготовление дорогих штампов и оснастки, плюс ещё инструмент для станков, сделать все чертежи, написать техпроцесс изготовления, вообщем куча времени и денег, . Но технология 3D печати позволяет сделать процесс намного проще и несоизмеримо дешевле, единственный минус это скорость печати, но уже очевидно, что скорость и качество печати будет расти, поэтому считаю перспективным занятием изучение и отработку технологий для 3D печати. Особенно нравится в 3D печати возможность изготовить комбинированные детали сложной формы которые невозможно сделать никакими другими технологиями машиностроения.

В наших разработках очень актуальны композитные полимерные пластики для 3D печати, из таких пластиков мы активно используем Aerotex от Filamentarno, PETG (Carbon Fiber) от 3DXtech. Думаю ещё появятся технологии и материалы которые позволят впечатывать в корпус конструкций батарейки, провода, гибкую электронику, датчики и можно будет печатать внешний слой конструкции солнечными батареями, тогда сам корпус конструкции получится интеллектуальным компьютером с компактно размещёнными необходимыми комплектующими, в этом варианте про классическое машиностроение можно точно забыть :)

Основываясь на размышлениях о преимуществе 3D печати решил сделать работоспособные конструкции. Сначала купил простой 3D принтер Wanhao i3 и напечатал подобие водомёта, но не совсем водомёт, поэтому назвал его своим термином WaterJet.WaterJet получился достаточно мощным, плавал на нём на четырёхместной стеклопластиковой лодке. Тяга зависит от установленного электродвигателя, от качества печати деталей и от качества сборки конструкции.

Видео, в работе:После испытаний немного модифицировал его и напечатал пластиком AeroTex.После испытаний когда стало понятно, что работоспособные конструкции которые могут выдерживать нагрузку можно делать при помощи 3D печати я решил сделать радиоуправляемый подводный дрон, но была проблема с распространением радиосигнала под водой. Поэтому родилась первая надводная станция передачи данных, которую можно было соединить с подводным дроном проводами и решить проблему радиопередачи под воду. Станция получилась модульная, как конструктор, можно снять панели и установить на них необходимое оборудование.Далее я решил сделать условный макет для испытаний WaterJet'а и рулей, но немного увлёкся и условного макета не получилось, получился этот дрон :)С этим дроном были сложности, условием его работы была нулевая плавучесть и отбалансировать его оказалось очень сложно. Сейчас работаем, что бы сделать процесс балансировки автоматическим.Главной идеей в разработке следующих моделей стало распределение воды под давлением внутри корпуса дрона для получения вектора тяги и соответственно направления движения дрона. Импеллерный WaterJet он ведь работает как насос, поэтому на выходе получается струя воды под давлением и это давление можно распределить. В этих размышлениях я взял за основу следующего дрона WaterJet и сделал дрон i-GOR. Он имеет отрицательную плавучесть, всплытие происходит за счёт распределения давления от WaterJet'а в сопла расположенные вертикально вниз, руление происходит при помощи четырёх микропом расположенных по кругу. Есть кронштейны в зависимости от задач можно подвешивать различное оборудование. Самое подходящие применение для i-GOR это подвесить несколько камер на борт для панорамного видео на 360 градусов и просматривать видео в VR очках в панорамном режиме.На видео тест потока:Сделал для i-GOR простое управление под Android, работает через bluetooth:Первые испытания:Испытания всплытие/погружение:При дальнейших испытания дрона i-GOR возникли проблемы, нашу надводную станцию к который был подключён i-GOR сносило ветром и мощности микропомп не хватало для сопротивления. Поэтому разработал надводную станцию в конструкции которой поплавки имеют форму загнутую внутрь, эта форма позволяет станции быть устойчивой к ветру, при воздействии ветра на станцию она слегка вращается вправо/влево и её почти не сносит ветром.

Все разъемные соединения в станции получилось сделать выше уровня воды, это позволило сделать конструкцию максимально надёжной. Надводную станцию сделали из пластика AeroTex, в этом пластике есть свойство при печати он пузырится, а это плюс к плавучести.Следующей разработкой стал надводный дрон AquaPod V2.0. C ним экспериментируем в области робототехники, хотим сделать, что бы он плавал на озёрах по заданным GPS координатам и выполнял определённые действия.

Его возможно применять в направлениях:

- Для видеосъемки конструкций на воде и на некоторой глубине под водой

- Для гидролокации дна

- Возможно установить оборудование для экомониторинга воды , GPS трекер и сделать автопилот, таким образом получится следить за параметрами воды в определённых координатах в определённое время.

- Для рыбалки

- Для хобби, в виде конструктора

- Для съёмки дикой природы

- Для проката туристам и отдыхающим на озёрах.На соединительных штангах поплавков к основному корпусу сделали поворотный механизм. По задумке если водоросли попадут в WaterJet'ы поплавки с двигателями можно будет поднять над водой и включением двигателей можно будет разрезать водоросли и продолжить путь. На видео плаваем в речке против течения:Видео с ботовой камеры:Доступен 3D просмотр в Marmoset.Специально для AquaPod V2.0 разработали новые WaterJet'ы. Получилось сделать их всего из четырёх деталей.

Динамика потока просчитана при помощи компьютерного моделирования CAE flow, при помощи данного моделирования подобрали оптимальные сечения, радиуса, изгибы.Доступен 3D просмотр в Marmoset.Видео испытаний:Есть разработки которые у нас 'в глубоком процессе'. Просто оставлю рендеры для вдохновения :)Делаем все наши разработки в основном для коммерческого применения. Сначала мы делаем одну модель отрабатываем её и если всё хорошо работает делаем комплекты из цифровых 3D моделей, интерактивные инструкции, инструкции по сборке и выкладываем на международных стоках для продажи. Основные покупатели у нас из США и Канады, активно интересуются люди из Германии, Италии, Испании.

Пример интерактивных инструкций:Ещё мы оптимизировали наши модели под игровую индустрию (Game Development) и так же продаём их на международных стоках. Пока, что это просто модели, нужно добавить ещё скелет, анимацию и текстур накинуть и тогда теоретически есть шанс увидеть модели дронов в каком нибудь очередном Watch Dogs. :)В области разработки компьютерных игр возникла идея сделать небольшую игру, в которой можно будет сделать симулятор сборки моделей дронов. Суть в том, что симулятор будет сделан на основе реальных моделей дронов которые можно будет скачать и воспроизвести в реальном мире при помощи 3D печати. Задача как и во всех играх сделать интересные квесты для прохождения которых нужно будет собирать дроны, улучшать дроны, покупать комплектующие, покупать различные 3D принтеры и материалы, необходимые для прохождения дальнейших квестов и конечно сделать всё это весело и необычно. И совсем недавно начали этим заниматься, сделали небольшую локацию, загрузили модели дронов, выкопали целое озеро :)

Разрабатываем на движке Unreal Engine 4 на блюпринтах. Это мы сделали исключительно для себя, что бы написать основное ядро и отработать основные действия. Если всё получится с desktop версией тогда продолжим и сделаем версию для виртуальной реальности VR и дополнительной реальности AR.

Мы будем участвовать 9 февраля 2019 года в фестивале 3DToday Fest, привезём с обой два дрона i-GOR, дрон AquaPod V2.0 и две надводные станции. Рады будем пообщаться ;)

На этом всё, спасибо! :)

Наша группа: https://vk.com/siconica