Перейти к публикации

Из сообщений удалены кнопки "цитата" и "мультицитата". Используйте выделение для цитирования.

24ct

Вибродвижитель в игрушках и моделях.

Рекомендованные сообщения

Здравствуйте!

В данной теме я не собираюсь выяснять кто что сделал первым,

а только хочу разобраться насколько данный движитель

может быть полезен в моделизме и кружках юных техников.

Думаю, что многие видели еще в советских книгах и журналах

"виброход" базирующийся на щетке и оснащенный достаточно

крупным микродвигателем - моторчики диаметром 4-6мм

тогда, еще в Союзе, были недоступны. Принцип "действа"

был очевиден. но особых симпатий конструкция, как правило.

не вызывала. До сих пор на выставках детского творчества

встречаются подобные конструкции, правда они уменьшились

в размерах и маленькие импортные вибраторы обосновались,

например, на зубных щетках. На промышленных выставках

можно наблюдать системы виброподачи деталей, многие

сами являются пользователями подобных устройств в виде

сотовых телефонов с вибровызовом - на гладкой поверхности

во время "звонка" такой телефон может сам перемещаться.

Почему у меня возникли симпатии к данному движителю,

хотя с самых ранних конструкций изменилось не многое?

Причины две: дешевизна и компактность. вернее возможность

применения в объектах таких размеров, где выполнить

трансмиссию от мотора на традиционный движитель или

чрезвычайно дорого или невозможно. К тому же. нынче

существует тенденция к уменьшению и масштабов моделей и

размеров игрушек. Причины в общем-то банальны, главная -

опять же экономия, как минимум, материалов, а в случае с

моделизмом - требуемого пространства.

У кого как, но обычно нынче площади стоят денег и особо

щедро их секциям и кружкам не раздают. Если есть возможность

построить автодром или макет на 5-6и квадратных метрах.

то уже хорошо. А когда "полигон" маленький, то. чем меньше

масштаб модели, тем больше оперативный простор для

ее перемещения. более насыщенная игра или соревнования,

более содержательный антураж, конечно. если к этому в

процессе постройки стремились..

В тоже время. построить миниатюрную ходовую модель

или механическую игрушку ребенку сложно. а порой недоступно.

Не секрет. что механические трансмиссии. как правило, старались

заимствовать с игрушек или иных доноров. кому что доступно.

На мой взгляд. это не самый лучший вариант. поскольку

когда все заимствовано, получается, что реальное участие

юного техника в постройке объекта не велико, хотя для

игры или соревнований очень местного уровня и этого достаточно.

Самым узким местами оказываются трансмиссия и редуктор

двигателя, от наличия которых есть большой соблазн отказаться.

Есть еще и экономическая составляющая данного вопроса.

Чтобы заимствовать детали с игрушки, почти всегда. эту товарную

и, часто. недешевую вещь нужно приобрести и по сути сломать,

а конечный результат постройки ребенком новой игрушки

никем не гарантирован. Может быть где-то и есть доступные

комплектующие отдельно. но в малых партиях с доставкой из-за

границы, они тоже затратны и эти варианты не предпочтительны.

Хотя есть и максимально упрощенные конструкции, например.

в машинках длиной в дюйм, игровой системы из Австралии, вал микродвигателя крутит по внешней поверхности непосредственно ведущие колеса. но у этого варианта предостаточно недостатков:. очень

боится загрязнений и износа, возможен неравномерный износ колеса, который преждевременно

выведет игрушку из строя.

а15.jpg

Я не езжу на выставку игрушек в Нюрнберг, может быть там было

что-то более примечательное, но на московских выставках бываю.

и на крайней в Крокусе заметил интересную конструкцию.

ц9.JPG; ц8.JPG

Как мне объяснили и как я понял игрушка с фотографии не имеет

привода на колеса. а едет за счет вибрации. Как мне показалось.

производитель гордится больше всего системой управления

а1.jpg; ц4.JPG похожие метки на российских банкнотах

 

данной игрушкой, а не ее приводом, но я сторонник радиоуправления,

что для моделей и игрушек таких размеров нынче реальность, поэтому

их главный козырь меня не поразил. Нет, я не хочу сказать. что

производитель данной игрушки ничего не в состоянии сделать,

у него в производственной программе есть и радиоуправляемые

летающие вертолеты, и радиоуправляемые модели автомобилей,

и более инновационные объекты. хотя, у меня его продукция

больше всего ассоциируется с микророботми первого поколения -

"двенадцатиногими насекомыми" с хаотичным характером движения,

а они, в свою очередь, больше всего напоминали щеточный доморощенный "виброход", который опять же не сильно радует. Признаю сразу, что

"виброход", будучи перевернутым,

сам на щетину вставать не умел.

Приобрести и посмотреть, что внутри у этих машинок мне не удалось.

В Интернете есть европейские ценники на машинку от $6 и ее

игровые системы. но до РФ как товар она еще не доехала, и

ценники в местной рознице, подозреваю, будут в разы выше, это я сужу по розничным ценам на более ранние игрушки данной фирмы.

Более того, покупать и разбирать было бы совсем не обязательно,

если найти заявки или патенты на данный объект, где механическая

часть игрушки наверняка отражена в графическом разделе, но, увы.

эти документы я пока не обнаружил, хотя. если они существуют,

то, разумеется, публичны.

Вообще, с генерацией колебаний и их применением в данном

применении все совсем не просто. Эксцентричный грузик на

микродвигателе для мобильного телефона - слишком примитивный

вариант. Чего-то выдающегося так не добиться. Радует лишь

его дешевизна. Здесь ведь цель не максимально сэкономить,

а предложить ребенку такой вариант самодвижущейся поделки,

который он может выполнить полностью сам, да и у классических

вариантов движителя, в мелких масштабах, как ни странно. предостаточно своих эксплуатационных недостатков, которые предполагают, что вибродвижитель - вариант приемлимый, и отчасти, желанный.

Да, вибродвижитель очень сильно

удаляет игрушку или модель от

условного прототипа, но во-первых и

модели с правильным приводом от

прототипов очень далеки, а во-вторых, "ожившая" модель с

вибродвижителем, гораздо ценнее для игры, чем нереализованная версия с аутентичным приводом.

Пока не найден патент на игрушку с выставки выложу ссылку на

другой патент по теме

http://www.freepaten...patents/2348467

и еще один патент, где задействован непосредственно вибровызов мобильного телефона

http://bd.patent.su/...ervlet9362.html

Сам я в теории и практике по теме не силен, так, что остается

изучать учебники и смотреть чужой опыт по патентам.

Теперь о достоинствах вибродвижителя для моделизма,

как я это понимаю, применительно к колесному, в том числе

железнодорожному моделизму и моделям судов.

Вернее, будем считать, что модели шоссейного и внедорожного

колесного транспорта я разобрал выше, а вот о моделях

судов и рельсового транспорта остановлюсь подробнее.

К сожалению, судя по всему, летать вибродвижитель не позволяет.

Два примера ж/д дрезина и модель:

ц1.jpg автор mrd02 с Яндекс Фотки

Сделать стендовую модель дрезины в популярном масштабе

1:87 не просто. но возможно, но как заставить ее двигаться,

не растеряв копийных качеств? Вероятно, в составе только

дрезины - никак. но вот если добавить штатный прицеп дрезины

в масштабе с грузом. например. шпал, то, деталировку и

соразмерность большей частью сохранить удастся.

ц2.jpeg (С)

На втором фото моторная модель японской электрички

в масштабе 1:450, произведена игрушка в Китае.

В принципе, состав из четырех вагонов нормально ездит

по штатному овалу из комплекта дороги, но если претендовать на

повороты в разные стороны и прохождение стрелок, то

редукторы не обеспечивают легкий поворот ведущих тележек,

и полноценной езды в не базовом варианте не будет.

Конечно, можно справедливо заметить. что столь малому вагону,

да еще и с ребордами колес в 0,5мм только вибратора

и не хватало... Но на самом деле сохранение вагона на рельсах -

вопрос отдельный и решаемый, а вот податливость свободных

тележек имеет реальную ценность. Кстати, машинка с выставки,

как обещали, должна на двух штатных элементах питания

проработать три часа, и это с работой электроники, возможно

светом фар и имитацией звуков,

так, что токосъем с рельсов, здесь тоже вопрос отдельный и

необязательный.

По поводу моделей судов, которыми, я по правде, кроме самых

юных лет и в самом простом виде не занимался. Но идеи есть.

Замечу, опять же, что в мелких масштабах миниатюрные

штатные движители. будь то гребные винты, водометы или

воздушные винты работают крайне не эффективно. Последнее

по авиамоделизму знаю. Варианты с водометами

и гребными винтами предполагают наличие уплотнений

валов, как правило. ниже ватерлинии, а это чревато протечками

в корпус, что, как правило, портит или убивает двигатель.

ц10.jpg (С) ц3.JPG

На втором фото из пары выше

диски "кинетического оружия" вращаются от вибрации, механических привода на

"фрезы" не существует. По идеи,

неплохо было бы добиться того же у плавающих моделей с воздушными

винтами, как например у десантного катера с первого из пары фото.

У вибродвижителя. конечно. если он не перевернет модель.

корпус снизу может быть полностью герметичным, и останется сухим.

Насколько эффективно. в итоге. вибратор будет работать

с жидкостью, сказать сложно, но по-моему управляемого движения

добиться можно.

А вот для моделей парусников,

наверное вибродвижитель "подарок"

неоднозначный, если модель способна плавать, то с пустыми парусами ее самоходность будет

восприниматься неважно, хотя,

как знать, состояние парусов тоже имитируется...

Хотелось бы, чтобы данная тема была своеобразной

открытой лабораторией.

Думаю. что дальше будет лучше и интереснее.

Спасибо.

Изменено пользователем 24ct

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Здравствуйте!

Удалось собрать некоторую информацию по теме и

так появился повод ее продолжить.

Начну с неудачного, но реально проведенного мной

эксперимента с виброприводом на плавающей модели.

Для чистоты эксперимента, дабы избежать возможного

влияния проводов на свободу модели, было применено,

вернее заимствовано радиоуправление от

игрушечной машинки.

н4.JPG; н5.JPG

Для наглядности корпус сделал прозрачным, а запускал

модель в закрытом помещении, дабы избежать влияния

ветра, сквозняков тоже не было.

н6.JPG; н7.JPG

Увы, абы как установленные эксцентрики вращались, но

управляемого движения модели не придавали. Некоторый

дрейф при включенных вибраторах говорит о том. что

может быть результат в виде управляемого движения

получить и можно, но нужно много экспериментировать.

И на неудачную среду - воду. в качестве опоры здесь все

сваливать нельзя. К слову, с разобранной кулисой моторчик

рулевого управления при подаче команды работал непрерывно,

что позволило также использовать его в качестве привода

вибратора. Поскольку эксперимент не пошел, снимать

видео я не стал и собирать или отдавать кому-то на сборку

модель с более корабельными обводами тоже не стал.

н9.JPG

Возможно, отчасти, дело и в обводах, например если бы имел

место быть редан, то может быть модель и поплыла бы,

вопрос только куда... Вероятно, на данном этапе можно рассчитывать,

что модель СВП из первого сообщения эффективно сможет

двигаться только в ипостаси элемента какой-нибудь настольной игры,

например, с уклоном на форсирование морских проливов...

 

Попалась мне на глаза следующая игрушка, ее просто выкинули,

а поскольку она причастна к данной теме - подобрал и немного

ее испытал в действии. Как ее правильно обозвать

в функциональном

ключе я не определился, коммерческое название есть, но дабы

не было рекламой его опустим.

н3.JPG; н2.JPG

На втором кадре игрушка перевернута. Это, на мой взгляд, очень незамысловатая конструкция,

опирающаяся на три фломастера, и, снабженная вибратором с питанием от одного элемента АА.

Опоры могут менять наклон и вылет фломастера, наверное

так можно несколько управлять характером движения игрушки.

Радует. за ее создателя то, что кроме опорной горизонтальной

плоскости для запуска больше ничего не нужно. не считая бумаги.

 

Продолжил интересоваться патентами по теме.

Вот международная заявка на известное "насекомое"

http://worldwide.esp...OC&locale=ru_ru

Но речь. как я понимаю, идет больше не о "насекомом", а о

игровой системе в целом на тот момент ее развития.

Если слева в сером меню нажать "мозаика" то откроется кое-какая

графика заявки. но она у меня не увеличивается, почему-то.

Текст не русский. поэтому для каких-то серьезных выводов

переводить его нужно очень качественно и скрупулезно.

Но меня вибропривод как таковой интересовал мало, было

интересно найти. что есть на эту тему в плане моделирования

рельсового транспорта.

Напомню в отношении классификатора патентов.

А63Н - сюда входят в том числе игрушки (класс/подкласс)

А63Н18-хх - А63Н21-хх - сюда входят ж/д модели и игрушки.

Поиск проводил немудрено по классу/подклассу и ключевым

словам "vibration drive" на самом деле так искать неправильно,

потому что нужную заявку могли "обозвать" очень по-разному,

но если поиск так что-то находит, и это что-то совпадает тому.

что есть желание заявить самим, то не судьба...

Я искал чисто из любопытства, поверхностно и ничего 1:1 по

виброприводу моделей ж/д не нашел, но словенская заявка по

классификатору определенная как А63Н18 имеется...

 

На данный момент. меня больше интересуют свои варианты

конструкции привода для моделей трамваев на колею 3мм.

Что и почему пытался рассуждать в первом сообщении.

Предполагается два варианта. Типа телефонного вибровызова,

но эксцентрик на вал микродвигателя установить не удастся -

нужна угловая передача, иначе моторчик в кузове не разместить -

дефицит пространства. Диаметр корпуса 5мм - уже много.

Его придется поставить продольно по центру или близко к

продольной оси, организовать зубчатую передачу под 90

градусов, и к ведомому колесу закрепить пару эксцентриков.

Конструкция реальная, но моделировать салон при таком

варианте не удастся. По опыту "водоплавающей" модели,

придется сначала делать модель в большем масштабе, и

вероятно мастерить микродинамометр, способный

замерить тягу привода в уже нужном масштабе.

Есть еще вариант с вариациями: мотора с вращающемся

якорем в нем нет. Есть своеобразный возвратно-поступательный

вибратор с линейной траекторией. Если якорь только

заставить "дергаться" из одного крайнего положения в другое,

то кроме вибрации ничего ожидать и не приходится, а вот если

в одном крайнем положении якорь заставить соударяться с

элементов связанным с корпусом модели, то данный импульс

должен сообщать модели некоторое движение. Здесь нужно

вспомнить и о резонансе, и о том, что якорь может сам

размыкать/замыкать контакты управляющих катушек, а может

коммутация быть и электронной. Нужно будет построить

испытательный макет покрупнее, посмотреть насколько все

это работоспособно. Сделать такой вариант сложнее, но он может

быть компактнее, так, например. можно попробовать сделать

модель, например, 1:500 с воспроизведением салона. частичным

или полным. насколько это возможно и актуально в таких

масштабах.

В обоих случаях токосъем реально осуществить с деталей.

имитирующих у настоящих трамваев электромагнитные

стояночные тормозные колодки

н10jpg.jpg

Колеса, как на японской дороге из магнитов, дорогие и

сложные в производстве здесь тоже использовать нет

необходимости, хотя удерживать вагон на рельсах,

в основном. будут постоянные магниты.

В отличие от японской игрушечной электрички, с боле высоким

кузовом, относительно тележек, здесь придется повозиться

с поворачиваемостью тележек, не в плане сопротивления

редукторов, а чтобы колеса за обшивку не цепляли:

н12.jpg

ведь у трамвайных путей радиусы кривых могут быть

очень не большие. и тележки будут поворачиваться

на них, относительно оси вагона, очень сильно.

Вообще, трамваи. даже в Москве бывают очень разные:

н11.jpg; н1.jpg

Пример с крайней фотографии из двух "сращенных" старых

Татр фрагментом третьего вагона, предполагает, что в его

мелкомасштабной модели можно и катушки индукционной

подзарядки разместить и аккумулятор, и для привода место

останется вполне и токосъемом с рельсов здесь себя

можно не озадачивать.

Только нужно помнить, что колея 3мм приемлема для

местной (преимущественно) колеи путей, для европейских

путей, часто узких, а кое-где и в России она не будет

соответствовать масштабу 1:500. И ничего нереального в

данном масштабе нет, люди строили работоспособные дороги

и с меньшей колеей, китайцы дорогу 3мм даже тиражируют,

правда, насколько все это популярно сказать трудно. В России

экземпляров этой игрушечной дороги очень мало, а официально

продавать ее здесь, похоже, никто и не пытался. Не факт,

что ее вообще здесь можно сертифицировать как игрушку, и

похоже. что чаше в эту дорогу играют не дети, что не очень

коррелирует с идеей темы - доступного технического творчества

именно для детей. Но преобладание "взрослого" интереса. возможно

связано именно с не очень удачным ее техническим решением,

возможно вибропривод ситуацию изменит.

Спасибо.

Изменено пользователем 24ct

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Здравствуйте!

Серьезных достижений по данной теме со времени прошлого сообщения у меня не случилось, но поскольку я вопросом все-таки занимаюсь, продолжу тему.

Наверное, это многих позабавит, но нанонасекомое "живьем", то, что кверху лапками приклеено к цойковской платформе появилось у меня совсем недавно.

я01.JPG

Никакого демарша против производителей игрушек в данной фотографии усматривать не нужно, я только воспользовался готовым, относительно подходящим вибратором, и сделал свои, актуальные мне выводы по данному изделию, дабы не ограничиваться маркетинговой информацией.

Что выяснилось: по стальному горизонтальному никелированному листу с приличной чистотой поверхности изделие перемещается весьма шустро, быстрее, чем в оригинальный игровых системах; если на данный лист положить газету, то скорость перемещения по ней резко падает; если игрушку поставить на кожу, например, предплечья, то двигаться игрушка перестает, в горизонтальном положении точно, и думаю, дело тут не столько в волосках, сколько в характере опоры. Не мудрено, что прошлый опыт с прозрачным судном ничего не дал - вода гасит колебания без толку. При переворачивании жук сам встает на лапки проворачиваясь только в одном направлении, и препятствие, как я понял, тоже стремится обойти, поворачивая в одну сторону.

я08.JPG

Предполагалось, что вагончик отработает вот такую схему в увеличенном масштабе, при колее 12, а не 3мм, что чистотой эксперимента не отличается, но просто в исполнении для колеи 12мм, но не 3мм!

я02.JPG

Конечно, правильнее нужно было взять или сделать хотя бы низкую платформу, как у железнодорожных транспортеров, в варианте с четырьмя осями он куда ближе трамваю, вибратор с ложементом взять от сотового телефона

я07.JPG

и вибратор сделать с возможностью перемещения по платформе с возможностью фиксации в разных положениях. Но до продвинутого стенда дело не дошло, а как есть вагон очень неуверенно перемещался по рельсам, причем пока герметик был сырым даже несколько шустрее, чем после полимеризации. Возможно, данный вариант и можно привести в приемлемое состояние, в том смысле, что миниатюрный трамвай будет перемещать именно вибратор с поперечной осью, но с конической передачей, но меня больше заинтересовал вариант от нанонасекомого, в нем не нужно коническую передачу устраивать, технологически он много привлекательнее, и потери куда меньше.

я03.JPG

Не зря я писал про стальной лист, рельсы ведь тоже предполагаются металлические и с приличной чистотой поверхности, но вот опоры самого трамвайчика с "лапками" нанонасекомого сравнивать нельзя, они слишком разные. Конечно, в самом начале темы представлено фото вибромашинок, и опоры там - колеса, но дело даже не в том, что у меня нет на данный момент достаточной информации о их устройстве, а в том, что геометрически они слишком разные, колея тех игрушек гораздо больше 3х мм, да и амплитуда вибрации больше, чем высота реборд в моем случае - на рельсах им так не устоять. По виброигрушкам на эластичных опорах есть содержательная статья научного плана, к сожалению: на английском языке и достаточно емкая, то есть если тема мало интересует, а подключение к сети медленное и лимитное, может его открывать и не стоит. Авторов статьи помимо физики движения виброходов, по-моему больше интересует характер распределения таких игрушек на замкнутой площади, когда их несколько. Но у каждого свои интересы.

http://arxiv.org/pdf/1302.5952v1.pdf

По данной ссылке заметно многообразие игрушек с вибродвижителем.

Есть еще один гипотетический вариант, хотя я его реализации в игрушках не встречал.

я04.JPG

Может сложиться впечатление, что этот вариант с линейной траекторией движения груза-якоря вибратора, что-то из области Мюнхгаузена, с поднятием себя за собственные волосы, но это не так. Если на катушки подключать попеременно одинаковый заряд, и подвес сделать симметричным, то да, кроме как бесполезно вибрировать трамвайчик не сможет, а если подвес и возбудителей сделать управляемыми, то ситуация кардинально изменится. Во-первых такой вариант допускает реверс хода, что в вариации от нанонасекомых на рельсах невозможно. Во-вторых данная схема позволяет синхронизировать привод в нескольких вагонах, не допуская гашения колебаний. Но мелкий масштаб моделей и сложность управления катушками вынуждают отложить этот вариант на потом.

Кстати, пока я собирался сделать что-нибудь работоспособное в РФ появился новый тип трамваев, новый для РФ, а не для Европы, но поскольку меня интересует тема местного подвижного состава, данный факт нельзя игнорировать. Речь о трамваях на бесшкворневых тележках, когда секция (кузов секции) трамвая с тележкой в радиусах поворачивает вместе с тележкой. Пытаться фотографировать я данные трамваи не стал, хотя они вроде бы и находятся на стадии ходовых испытаний и скоро должны пойти в эксплуатацию в Москве. Все равно сфотографировать тележки так чтобы было видно конструкцию можно только на заводе, а меня туда никто не пустит, поэтому я переснял пару разворотов с рекламного буклета, запрещающих копировать сообщений в нем не было, да и реальных желающих купить трамвай, даже среди олигархов найти трудно, так, что это не реклама.

я05.JPG; взято из я06.JPG

На самом деле, если не считать множественность секций с тележками и без, трамваи с не поворотными тележками существовали очень давно, еще во времена конки, просто это были двухосные вагоны иногда с очень короткой базой осей, даже непонятно как они не переворачивались на спусках, но они существовали. Данный пример нового подвижного состава я привел не случайно, для его моделирования с использованием виброприводов понадобятся свои конструкции. Кстати, когда я написал, что нанонасекомое отворачивает от препятствия в одном направлении, я хотел развить тему: кривые трамвайных путей могут "поворачивать" в разных направлениях, поэтому, вероятно, для облегчения поворота логично предусматривать реверс включения осевого вибратора, так игрушке будет повернуть проще по минимальному радиусу, но это нужно проверять. Еще была мысль сделать тележки, как порталы портальных кранов, то есть с верхней площадкой, и колесиками на высоких опорах, для обеспечения эластичности опор, но если честно, подгибающиеся колеса меня мало прельщают, так и в колее удержаться сложнее, да и колеса должны привычно поворачиваться в обоих направлениях - храповики не выход. В общем, пока решения задачи у меня нет, но буду по возможности прилагать усилия для ее решения.

Спасибо.

Изменено пользователем 24ct

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×