ТЕХНО-СОК

BlackTech
Идет загрузка
Загрузка
18.01.2019
9270
45
печатает на Ultimaker 3 Extended
Применение

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

89
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

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

89
Комментарии к статье

Комментарии

18.01.2019 в 13:41
6

отличная работа!
Жаль, что только один плюс поставить можно...

18.01.2019 в 13:44
0

Спасибо :)

25.01.2019 в 22:10
1

пасаны идея, если использовать 3 водомёта по кругу, то можно будет двигаться в любом направлении без вращения водомётов ;-)

908
25.01.2019 в 22:38
0

Что то подобное мы делаем в нашей следующей передвижной надводной станции )

18.01.2019 в 15:14
1

я еще один поставил, не переживай.

18.01.2019 в 13:54
3

Неистово плюсую! Великолепная работа! Идею с тем, что надводный блок похож на исследовательскую лабораторию в игру добавите? ;)

18.01.2019 в 14:02
2

Идею с тем, что надводный блок похож на исследовательскую лабораторию в игру добавите? 
Спасибо :) Это интересно, ок добавим ;)

18.01.2019 в 14:14
3

Да, после этого поста складывается полное ощущение, что водная стихия уже освоена ;-)

Поздравляю!

Красиво получилось.

ski
18.01.2019 в 14:27
1

Спасибо ))

18.01.2019 в 15:41
5

Хрень полнейшая... А где водопроводные трубы???
http://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/scientists-shibhu-experience-underwater-quadcopter-with-3d-printed-par/
:)))

Отличная работа.

19.01.2019 в 08:54
1

Тоже об этом вспомнил :) из канализационных труб только учёные делают!

18.01.2019 в 16:50
0

Модели выглядят шикарно. Дизайнер у вас отличный!

На мой ламерский вкус, с точки зрения эффективности и энергосбережения, дизайн корпуса ужасен (как и всегда все красивое не эффективно), обтекаемость формы низкая. Но если у вас внешняя подача энергии, на такие вещи можно наплевать.

Так же надводный модуль может быть скольугодно тяжелым и нести необходимые источники энергии.

18.01.2019 в 17:17
3

Действительно одного плюса тут мало)

18.01.2019 в 17:38
1

Очень красиво! 
С впитыванием воды в напечатанное проблем не было?

18.01.2019 в 18:03
0

Спасибо.)
SBS, PETG (CF) - здесь без проблем. С Aerotex'ом тоже проблем не было в этом плане.

18.01.2019 в 18:33
1

Дизайн аппаратов просто бомбический. Как будто из фантастического фильма кадры.

18.01.2019 в 19:24
1

В области разработки компьютерных игр возникла идея сделать небольшую игру ... Суть в том, что ... нужно будет собирать дроны, улучшать дроны, покупать комплектующие, покупать различные 3D принтеры и материалы ...
Прошу прощения, а в игре можно будет грабить корованы?

18.01.2019 в 21:06
2

Огонь!
Парни молодцы!
Не только делают отличный продукт, но и сразу придумывают как его продать!
+100

18.01.2019 в 21:20
3

Хорошая работа!!!
Но...

поэтому назвал его своим термином WaterJet
В 'Великом и могучем' слов для названия не нашлось?

19.01.2019 в 10:16
7

Это навязанное из вне внушение -  все что называется русскими буквами априори плохо, английскими - добавляет +1 к совершенству. По мне так отвратительное явление, сравнимое с самобичеванием. Но к сожалению этим недугом страдают все поголовно и крайне сложно идти против этого. С другой стороны проект явно не рассчитан на внутренний рынок.

19.01.2019 в 12:36
0

Мы на международном уровне общаемся по данной теме, язык соответственно английский.....

19.01.2019 в 12:47
0

Дрон I-GOR, ммм, приторный привкус приевшегося маркейтинга. Молю, сударь, хоть это так не оставьте.

21.01.2019 в 08:17
1

Да, лучше назвать Игорьком или еще каким-нибудь старорусским именем.

21.01.2019 в 08:26
0

каким-нибудь старорусским именем.
'ЕРОХ' - он сейчас в разработке :)

21.01.2019 в 08:31
0

Сразу прочитала, как ЭПОКС (в транслите) :))

21.01.2019 в 08:35
3

Пусть иностранцы думают что Эпокс, но мы то знаем ))

19.01.2019 в 10:38
1

По теме интересует - как в таких движетелях реализована защита от воды электродвигателя? Двигатель явно не рассчитан для таких условий. Можно конечно игнорировать это при кратковременном использовании - токопроводность воды и скорость коррозионного разрушения недостаточны чтобы сразу увидеть последствия. Решением может служить магнитное сцепление между сухим и мокрым отсеком, но есть ограничение на ускорение и передаваемый момент. 

19.01.2019 в 12:24
0

Есть комплектующие с заводской водозащитой. Гугл в помощь. Успехов ;)

19.01.2019 в 12:40
1

Спасибо за подсказку, никак бы сам не смог ;) Вопрос вполне корректный, не заслужил я хамства. Хоть намекнули бы как оно у Вас реализовано. Есть подозрение что не реализовано. Если предположение верно, то половина конструкционных просчетов в топку, т.к. решения с водозащитой это другие габариты и силовые характеристики.
Вот представьте что я покупатель или спонсор, прорекламируйте этот момент, уберите сомнения, хочу я долговечное решение без частого обслуживания.
Что-то в стиле 'супераквапротект, гарантирующий работу узлов 3000 часов при температуре такой-то,  Ph таком-то, солености такой-то' . Зарубежные покупатели берут такое не в речках купать а соленых морях.

Соберите стенд, посолите воду, поставьте на недельку крутиться, проэкстрополируйте результат на более долгий срок.
Это очень важно! Желаю вам только добра! Не засыпьте идею конструкционным просчетом. Дизайн важен, но он вторичен после того как изделие продано и вы в ответе за то что продали.

По мне так не стоит гнаться за изготовлением роботов сразу, коммерциализируйте движетель отдельно - это дешевле и даст деньги быстрее. Можно же 'перегореть' из-за объема технических задач при отсутствии отдачи. Я бы себе купил безопасный водомет для лодки, водной игрушки или к самому себе прикрепить :) Аля GoPro, только водомет под разные крепления. 

19.01.2019 в 17:14
0

Вопрос вполне корректный, не заслужил я хамства. Хоть намекнули бы как оно у Вас реализовано.
Ответ тоже конкретный и хамить я не думал... Защиту от воды мы не реализуем, покупаем уже готовые водозащищённые решения. 
Если интересует какие двигатели мы используем, то это другой вопрос.... Ответ здесь - [url]http://3dtoday.ru/blogs/blacktech/underwater-impeller-motor/

19.01.2019 в 17:27
1

Благодарю, выглядит хорошо.
Прошу прощения за мой негативный рефлекс - не люблю когда на гугол посылают :)

19.01.2019 в 11:06
0

Тема интересная, согласен с Dragoron, чем внимательнее вчитываешься, тем больше вопросов. Молодцы!

19.01.2019 в 11:43
0

В промышленных изделиях двигатель является частью движетеля, гидроизоляция достигается конструкционно,  используются слабокорродирующие материалы и покрывается пластиком все что нельзя сделать из таких материалов. Подшипники тоже используются специальные.

20.01.2019 в 18:39
3

Всё отлично, только одно замечание. 
У Вас колёса лопаточные не правильные. 
Они у вас имеют форму подходящую для перекачки газа, т.е. компрессорные, а нужно насосные.
Это очень важно для КПД и прочих параметров. 
У Вас эти мощные движки должны на (во) много сильнее тянуть с правильными лопаточными колёсами.
Чтобы правильно рассчитать, нужно исходить из мощности двигателя и оборотов, потом, нужно перевести расчетную тягу в напор и определить тип колеса (к-т быстроходности), отталкиваясь от этого будет ясна оптимальная конфигурация колеса и максимальный диаметр рабочего колеса. Нужно дойти хотя бы до этого, потому что правильный выбор конфигурации лопастного колеса и наружного диаметра уже сильно повысят КПД. 
Так же, в направляющем аппарате не нужно много лопастей.
Говорю это как специалист по насосам. :)

SXC
20.01.2019 в 19:55
0

Импеллер от крокодила (МИ-24), уменьшен в масштабе :)
Пробовали варианты разных импеллеров, но здесь есть отличие он насосов, тут двигатель в воде работает и на модели, в воде там турбулентность поэтому мы просчитывали в CAE что бы поток ровным был без завихрений и не изгибался на всех стадиях течения жидкости, мы поставили этот фактор как самый важный и импеллер который сейчас применяем оказался самым подходящим. 
За совет спасибо :) Если есть ссылки полезные скиньте, интересно будет ознакомится с информацией от специалиста.

21.01.2019 в 00:22
1

Я могу помочь при условии, что предоставите данные - рабочие обороты, мощность на этих оборотах и желаемый напор или расход жидкости. Что касается всего остального - нужно классическое насосное колесо, но надо определить по данным параметрам его к- т быстроходности, от этого зависит какой тип будет, центробежный, диагональный или осевой. Ну и важный параметр - наружный диаметр, от него зависит согласование с двигателем. Это как минимум. Далее рассчитываются углы атаки и кавитационный запас. От этого всего зависит форма колеса. 
Что касается программ, пока только эмпирические методики рабочие.
Ссылка по теме:
http://mgtu-ssp.narod.ru/olderfiles/2/PL_v33.pdf

21.01.2019 в 09:25
0

Я бы вытянул центробежное колесо сделав более плавным сход, чтобы не возникала область излома - это создаёт паразитное давление на стенки и частичную потерю мощности на преодоление этой области высокого давления. Вообще можно было бы сделать миниатюрную версию ТРД с проточным компрессором.

21.01.2019 в 12:35
0

Если без цифр, то обычно под такие задачи ставят диагональные (при средней частоте вращения двигателя) или осевые колеса (при высокой частоте вращения двигателя) - можно посмотреть конструкции водометных движителей. Они имеют сильно другую форму и значительно более широкий рабочий диапазон оборотов. А здесь, как я понимаю, движитель резко меняет тягу при изменении оборотов.

23.01.2019 в 10:39
1

Круто! Вдохновляет! Успехов и новых разработок!

23.01.2019 в 15:51
1

Новая надводная станция - просто бомба!!! :) 
Хотел спросить, а на фестивале в Питере Вас ждать? С радостью готовы выделить место в нашей экспозиции!

23.01.2019 в 17:29
1

Спасибо :)
Да, в Питере будем, сейчас активно готовимся. Я не против совместной экспозиции! :)

24.01.2019 в 09:41
0

Идея супер, красиво, космический дизайн, вау-эфект.!!!
Печать позволяет все задумки в жизнь реализовать - и это очень круто.

Продавать самое оно! Осталось только найти спонсора.

Концептуально свежо! Модели очень интересные.

В жизни не пригодно.

24.01.2019 в 20:23
2

Очень круто  -уровень проектирования, расчетов, изготовления и подачи очень впечатляет! Не то, что подводный квадрокоптер показанный надысь.

Всяческих успехов! Пишите еще!

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Meshmixer и русский язык. Первая попытка.

Отзыв о Top3DShop

Новая (а может и нет) кинематика 3D принтера THOne-Bot

Имперский штурмовичок

Лого World of Warcraft Classic

Adalinda на скорости 200 из ASA филамента.