Нам всем хорошо известно, что ноги это самое универсальное средство передвижения! Конечно, им не под силу обогнать колёса на гладкой дороге, но зато они могут прекрасно обходиться без дорог вообще! Именно на ногах мы можем ходить по пескам пустыни, болотным кочкам, снежным сугробам или даже взбираться по скалам. Колесам такие места далеко не всегда по силам.
Целью данной работы является постройка и испытание шагающего вездехода с дистанционным управлением. Мне хочется построить действующую модель шагохода, который в будущем будут использовать учёные, для исследования поверхности другой планеты Солнечной системы – Марса. Поэтому название проекта – «Шагоход-Марсоход».
Описание модели шагохода.
Основа конструкции это два одинаковых коленчатых вала которые вращаются одновременно. К кривошипам валов крепятся ноги шагохода. При вращении валов ногам передаётся поступательное движение и машина начинает шагать вперёд или назад, в зависимости от направления вращения валов.
При ходьбе шагоходу приходится поднимать на кривошипах весь свой вес, поэтому для вращения валов потребуется мощный редуктор, который будет вращать электродвигатель.
Чтобы шагоход мог поворачивать, внизу корпуса установлена специальная поворотная платформа, которая будет вращаться от другого элетромотора. В тот момент, когда его ноги находятся в верхнем положении, шагоход будет опираться только на поворотную платформу, и сможет повернуться в нужную сторону.
На чертеже показан дополнительный шатун. Он нужен для того, чтобы передавалось вращение от ведущего вала (на котором установлен редуктор) к ведомому валу. Если этот шатун не поставить то машина не сможет ходить, а будет только подпрыгивать опираясь на передние ноги.
Корпус шагохода сделан из трёхслойной фанеры. Детали корпуса выпиливались лобзиком и обрабатывались наждачной бумагой (шкуркой). Между собой детали склеены термоклеем, при помощи термопистолета.
Стальная проволока для валов (диаметром 3 мм.) взята от металлических вешалок. Нужная форма валов получена при помощи пассатижей.
Ноги шагохода выгнуты из алюминиевых трубок, купленных в строительном магазине. Отпиливались трубки ножовкой по металлу, а потом обрабатывались надфилем и наждачной бумагой.
На валах ноги закреплены при помощи металлических стопоров, заказанных в интернет-магазине.
Дополнительный шатун выгнут из велосипедной спицы при помощи круглогубцев и установлен на валы при помощи пластмассовых шайб.
Кабина шагохода сделана по «чулочной» технологии. Сначала из мягкого пенопласта вырезается необходимая форма кабины. Полученная заготовка обтягивается пищевой плёнкой и капроновой тканью (от капроновых колготок). После чего пропитывается эпоксидным клеем. Когда клей высыхает капроновая ткань становится твёрдой и снимается с заготовки. Получается лёгкий и достаточно прочный корпус, который потом раскрашивается акриловыми красками.
Самая главная часть шагохода это электродвигатель с мощным металлическим редуктором. Этот металлический редуктор был заказан в интернет-магазине. Напряжение питания электро-двигателя составляет 12 В, скорость вращения эл. двигателя несколько тысяч оборотов в минуту. Вращение от вала двигателя поступает на редуктор, который замедляет скорость, но увеличивает силу вращения. Выходной вал редуктора вращается с частотой 30 оборотов в минуту. Таким образом, за одну минуту шагоход будет делать ровно 30 шагов.
Второй электродвигатель с редуктором установлен для вращения поворотной платформы. Это пластмассовый редуктор меньшей мощности. Выходной вал редуктора вращается с частотой 10 оборотов в минуту.
Питание шагохода осуществляется от литий-полимерного аккумулятора напряжением 12 В, которая находится в дистанционном пульте управления.
Для подключения аккумулятора используется стандартный переключатель – тумблер.
В цепи аккумулятора установлен предохранитель, который защищает аккумулятор и провода от перегрева в случае короткого замыкания.
В качестве фар шагохода используются светодиоды. Передние фары зажигаются при движении вперёд, а задние стоп-сигналы при движении назад.
Управление движением шагохода осуществляется при помощи четырёх кнопок, установленных на пульте дистанционного управления. Две кнопки для подачи команды на движение «вперёд» или «назад». И две кнопки для поворота шагохода «вправо» или «влево».
Всё электрооборудование устанавливается в корпус шагохода и пульта управления.
Испытания шагохода прошли успешно. Модель показала хорошую проходимость и манёвренность (может разворачиваться на месте).
При движении вперёд зажигаются передние фары модели, а при движении назад стоп-сигналы.
Главный вывод моей работы в том, что идея использования шагающих механизмов не должна забываться. Учёные и изобретатели должны продолжать изучать шагающие машины, которые возможно в будущем окажутся лучше, чем колёсный транспорт.
