Wysłany: 11 Sie 08 08:10 Wykorzystanie spienionego PCV
Wykorzystanie spienionego PCV w amatorskim konstruowaniu robotów
Tytułem wstępu
W niniejszym artykule chciałbym przedstawić materiał, który nie jest powszechnie stosowany w konstruowaniu robotów, a moim zdaniem ma wiele zalet, które warto wykorzystać do prostych konstrukcji. Spienione PCV chciałbym polecić szczególnie początkującym, ponieważ jest proste w obróbce i nie wymaga prawie żadnych narzędzi.
Artykuł nawiązuje do mojego pierwszego artykułu: Od żółtodzioba do pierwszego robota w dwa tygodnie , w którym rozpocząłem pokazową budowę robota światłoluba. W tym artykule chcę dokończyć ten projekt, a jako podstawowy materiał konstrukcji wykorzystam spienione PCV.
Płyty ze spienionego PCV najczęściej można spotkać w agencjach reklamowych, gdzie robi się z nich różnorodne plansze i reklamy. Popularne są także wśród akwarystów, którzy konstruują z nich pokrywy oświetleniowe do swoich akwariów.
Także ja w ten sposób zetknąłem się z tym materiałem - zastosowałem go do budowy pokrywy swojego akwarium. Praca nad pokrywą pozwoliła mi odkryć zalety spienionego PCV i dlatego też od razu postanowiłem do zastosować do swojej pierwszej konstrukcji.
Materiał oczywiście raczej się nie nadaje do budowy robotów o dużej masie czy narażonych na duże obciążenia, ale moim zdaniem świetnie sprawdzi się przy budowie robotów typu BEAM czy LineFollower.
Charakterystyka spienionego PCV
Płyta ze spienionego polichrolrku winylu charakteryzuje się regularną strukturą wewnętrzną, gładką powierzchnią oraz względnie niewielką masą. Jej główne zalety to niska cena oraz bardzo łatwa obróbka mechaniczna. Dodatkowo materiał ma dużą odporność na chemikalia i korozję oraz jest praktycznie wodoodporny. PCV topi się pod wpływem ciepła (można ten fakt wykorzystać do kształtowania nieregularnych kształtów).
Spienione PCV jest miękkie i elastyczne. Zwykle będzie to postrzegane, jako wada tego materiału.
Najczęściej występuje w formie płyt o różnych grubościach (od 3mm) w kolorze białym, można też dostać płyty w innych kolorach, jest nieprzeźroczyste.
Szacunkowy koszt płyty spienionego PCV o grubości 3mm i wymiarach 0,5m x 1m to 30zł.
Taka sama płyta o grubości 6mm kosztuje dwa razy więcej.
Materiał można oklejać różnymi foliami samoprzylepnymi czy naklejkami jak również malować np. lakierem w spray’u.
Obróbka materiału
Główną zaletą spienionego PCV jest łatwość jego obróbki. Do cięcia płyt wystarczy nóż z wymiennymi ostrzami, a w przypadku grubszych płyt jakaś piła. Wiercenie czy wycinanie kształtów nie sprawia żadnych problemów. Obrabiane elementy są też łatwe do wyrównania czy oszlifowania za pomocą pilników i papieru ściernego. Należy jedynie uważać przy obrabianiu technikami wytwarzającymi dużo ciepła, ponieważ materiał będzie się topił.
Materiał świetnie się nadaje do klejenia. Na rynku dostępne są specjalne kleje agresywne do PCV, które wżerają się w łączone elementy, a po wyschnięciu dają mocną jednolitą spoinę.
Cena tubki takiego kleju to 6-12zł. Najtańszy i całkiem dobry jest klej agresywny do rur PCV firmy Dragon (6zł). Jego podstawową wadą jest długi czas schnięcia i wiązania materiału, co znacznie utrudnia sklejanie konstrukcji z wielu elementów. Dlatego polecam klej do pcv i cpvc firmy Bisan, kupiłem go niedawno i jestem z niego ogromnie zadowolony. Bardzo szybko wysycha na tyle, że można przystąpić do klejenia kolejnych elementów oraz daje bardzo trwałem połączenia.
Możliwość wycinania różnorodnych elementów i sklejania ich ze sobą uważam za duża zaletę spienionego PCV. Dzięki temu można tworzyć ciekawe konstrukcje w prosty sposób. W wariancie ekonomicznym polecam zaopatrzyć się w płytę o niewielkiej grubości, a solidniejsze elementy wykonywać przez sklejanie. Kawałki płyty sklejone ze sobą mają bardzo zbliżone właściwości do takiego samego elementu wykonanego z pojedynczej płyty.
Do łączenia elementów można oczywiście wykorzystać też standardowe połączenia mechaniczne (na przykład śrubki czy nawet wkręty do drewna). Można też stosować pistolety klejowe ze sztyftami do klejenia na gorąco.
Spienione PCV w porównaniu do innych materiałów
Spienione PCV parametrami mechanicznymi z całą pewnością ustępuje pleksi czy laminatowi – materiałom powszechnie wykorzystywanym podczas budowania robotów, ale przy odrobinie pomysłowości można uzyskać naprawdę zadziwiające efekty, co zresztą postaram się udowodnić w dalszej części tego artykułu.
Na korzyść spienionego PCV na pewno przemawia łatwość jego obróbki. Myślę, że jest to ciekawa propozycja dla osób, które nie dysponują dużą ilością narzędzi. Do podstawowej obróbki wystarcza nóż do tapet, kawałek twardego podłoża (na przykład stara szyba lub płytka podłogowa), linijka i klej.
Dodatkowo na plus przemawia aspekt ekonomiczny, czyli po prostu koszty. Jak widać zaplecze techniczne potrzebne do obrabiania spienionego PCV można skompletować za 10-15 zł, natomiast kawałek płyty w markecie budowlanym to wydatek około 30zł (a na allegro jeszcze taniej). Sam materiał można też zdobyć taniej - wystarczy odwiedzić pobliskie agencje reklamowe, a na pewno znajdzie się tam sporo odpadów, które będziemy mogli wziąć za darmo lub za niewielką opłatą.
Mam materiał, co dalej?
Teraz chciałbym powrócić do projektu robota rozpoczętego w poprzednim artykule i na żywym przykładzie pokazać, jak w praktyce można wykorzystać spienione PCV.
Założenie to zbudować korpus robota, w którym umieszczę elektronikę i zasilanie oraz układ jezdny, czyli koła.
Przepis na koła do robota
Celowo wydzielam ten punkt z tekstu, ponieważ problem wykonania kół bardzo często pojawia się wśród robotyków. Wydaje mi się, że mój sposób jest bardzo prostą i ciekawą zarazem propozycją. Jedyne co potrzebujemy to trochę spienionego PCV, wkrętarka i otwornica. Ponieważ materiał jest miękki, spokojnie można kupić te najtańsze dostępne w marketach. Ja kupiłem za 8zł komplet o czterech średnicach. Nie polecam tych gdzie na jednym uchwycie mocuje się brzeszczoty o różnych średnicach, zdecydowanie lepsze efekty daje otwornica o stałej średnicy.
Pierwszym krokiem będzie wycięcie z płyty kilku krążków. W zależności od wykonywanych kół można wyciąć jeden krążek z grubej płyty lub kilka z cienkiej i je skleić.
Ja skorzystam z drugiego sposobu, ponieważ moje koło robota będzie też kołem pasowym. W tym celu wycinam dwa krążki o największej średnicy oraz jeden o rozmiar mniejszy. Jako podkładkę przy wycinaniu otworów można wykorzystać kawałek drewna lub niepotrzebnej płyty meblowej.
Wycięte krawędzie nie będą idealnie równe, dlatego poddam je dalszej obróbce. Spienione PCV łatwo można wyrównać papierem ściernym. Aby ułatwić sobie zadanie najpierw zeszlifuje wystające kawałki, a następnie skręcę na śrubie dwa krążki ze sobą i zamontuje całość we wkrętarce.
Teraz pozostaje włączyć wkrętarkę i przykładając papier ścierny wyszlifować krążki do uzyskania równej i gładkiej powierzchni.
Mając gotowe krążki można przystąpić do wykonania koła. W tym celu skleję ze sobą trzy krążki, dwa większe, a w środku jeden mniejszy. Aby uzyskać równe koło, do klejenia całość zamontuje na śrubie o średnicy otworu. Po posmarowaniu elementów klejem dociskam je razem dokręcając nakrętkę i zostawiam do wyschnięcia. W ten sam sposób robię drugie koło napędowe. Na trzecie koło nie będzie przenoszony napęd, więc po prostu sklejam ze sobą dwa krążki. Aby zapewnić większą przyczepność kół, można je okleić gumą. Ja z tego zrezygnowałem.
Teraz pozostaje trochę poczekać i mam gotowe koła. W podobny sposób można też wykonać elementy przekładni pasowej.
Kadłub robota
Kolejnym krokiem będzie wykonanie kadłuba robota, a którym zmontuję wszystkie elementy. Nie będzie to nic wymyślnego, prosta konstrukcja w kształcie rydwanu podtrzymywana przez trzecie koło.
Na kawałku płyty rysuje kształt bocznych ścian kadłuba i wycinam je za pomocą noża do tapet. Następnie ustalam miejsce zamocowania osi koła i silnika. Przeniesienie napędu wykonam w bardzo prosty sposób. Na osi silnika zamontuje malutkie koła pasowe, natomiast koła jezdne będą równocześnie dużymi kołami pasowymi, funkcję paska napędowego będzie pełniła gumka recepturka.
Aby zamontować silniki w ściankach bocznych wytnę otwory o średnicy korpusu silnika. Ponieważ moja płyta PCV ma tylko 3mm grubości i nie utrzyma w ten sposób całego silnika, postanowiłem zrobić podwójne ściany boczne ustawione równolegle i oddalone od siebie ok. 1cm. To zapewni dość stabilne mocowanie silnia.
Po sklejeniu ścian mogę zamontować koła (teraz będzie mi łatwiej). Wymyśliłem, że śrubę przykręcę dwoma nakrętkami z dwóch stron wewnętrznej ścianki, co zapewni stabilne mocowanie osi oraz pozwoli na kontrolowanie dystansu koła. Między ścianę boczną a koło wstawiłem jeszcze mały, luźny krążek, który ustabilizuje pozycję koła i nie dopuści do ocierania się koła o kadłub robota.
Zmontowana całość wygląda mniej więcej tak:
Pora zamontować silnik i sprawdzić czy całość ma szansę zadziałać. Aby unieruchomić silnik w łożu podłożyłem pod niego kawałek gumki, świetnie zdaje egzamin. Jak widać na kolejnym zdjęciu konstrukcja wygląda całkiem przyzwoicie i działa. Niestety popełniłem tutaj błąd i koło pasowe na osi silnika jest bardzo blisko koła napędowego, co może prowadzić do obcierania oraz uniemożliwia zrobienie opon. Natomiast sama koncepcja przeniesienia napędu sprawdziła się całkiem nieźle.
Następnym krokiem będzie wycięcie podstawy, na której całość zostanie zmontowana. Wycinam kawałek PCV i przyklejam na jego bokach ściany boczne mojego robota, a przodu wklejam płytę czołową. W płycie czołowej wywierciłem dwa otwory, w których zamontuje czujniki światła, czyli fototranzystory (W tym miejscu niestety stwierdziłem braki w dokumentacji fotograficznej).
Teraz przyszła pora na zamontowanie trzeciego koła. Zdecydowałem, że będzie ono nieruchome, ponieważ nie ma to większego znaczenia w takiej konstrukcji jak moja. Z kawałka materiału wycinam wsporniki do zamocowania osi koła i sklejam je razem. Wycinam też podstawkę, na której to zmontuję. Równie dobrze mógłbym przykleić wsporniki osi prosto do podstawy, a tak wyszedł mi taki mały kaprys konstruktorski.
Na zakończenie
Po sklejeniu ostatniego elementu trzeba troszkę poczekać i można wypróbować konstrukcję w akcji. Muszę powiedzieć, że napęd sprawdza się całkiem nieźle. Obawiałem się, że koła mogą się ślizgać, a ku mojemu zdumieniu zarówno na wykładzinie jak i na płytkach podłogowych robot sprawnie śmiga.
Pierwsze ulepszenie, jakie zrobiłem po testach konstrukcji, to wklejenie z przodu małego noska, którego zadaniem jest zasłanianie drugiego czujnika w przypadku bocznego oświetlenia. Dzięki temu robot od razu reaguje skrętem na boczne światło i ustawia się do jazdy na wprost. Cała konstrukcja wygląda tak:
Nie jest to najpiękniejsza konstrukcja, ale moją intencją było pokazanie praktycznych możliwości, a nie udzial w konkusie piękności
Mam nadzieję, że udało mi się choć troszkę zaciekawić czytelników, początkującym podsunąć kilka pomysłów na start, a bardziej doświadczonych zachęcić do sprawdzenia spienionego PCV w swoim warsztacie. Na pewno można mu znaleźć wiele ciekawych zastosowań.
Mały update A może tak pojazd na gąsienicach?
Postanowiłem dołożyć do mojego artykułu jeszcze małą relację z projektu, który staram się realizować w wolnych chwilach. Umyśliłem sobie zbudować mały pojazd na gąsienicach (tudzież milibota). Jeszcze nie wiem, jaki zestaw czujników w nim zamontuję oraz jakie będzie spełnial funkcje. Na razie powstaje podwozie. Całość (z wyjątkiem gąsienic jest wykonana ze spienionego PCV, dlatego opis zamieszczam w tym artykule. Zapraszam.
Jak zwykle obróbkę zaczynam od nieśmiertelnego zestawu narzędzi, tj, nóż z wymiennymi ostrzami, otwornica i wkrętarka. Pierwszym etapem prac jest wykonanie kół, które wprawią w ruch gąsienice. Zasada wykonania podobna jak opisana wyżej, z tą różnicą, że wykonana para kół będzie zamocowana na mikroserwach. Koła są wykonane z trzech sklejonych krążków, środkowe o mniejszej średnicy, dzięki czemu koło będzie łatwo prowadzić gąsienice.
Zatem najpierw wycinam krązki z PCV. Krawedzie obrabiam papierem ściernym.
Nanoszę obry orczyka serwa na krążek (ważne jest dobre wyśrodkowanie).
Szpilką zaznaczam otwory i nawiercam krązek. Po tym łatwo mogę wciąć wzór orczyka nożykiem. Nie jest to szczyt prezycji, ale wystarczy. Na koniec można troszke popracować pilniczkami aby uzyskać ładne krawędzie.
Teraz pola skleić krązki w koła. Układam trzy warstwy (duży krążek z wyciętym otworem na orczyk, mały krążek i duży krążek). Całość zakładam na śrubie a z boków dodatkowo dokladam wykonane wcześniej koła, aby uzyskać jak najbardziej centryczne ułożenie klejonych elementów.
Koła sobie schną, więc wytnę pozostałe elementy. Tym razem już za pomocą noża i linijki.
Żeby ułatwić sobie zadanie, narysowałem kształt elementów na papierze, wydrukowałem i przeniosłem wzór na płytę dziurkując szpiklą istotne punkty rysynku. Po tym można przeciągnąć linię po płycie i wykonać odpowiednie cięcia.
Na koniec wycinam otwór na serwo. Zostawiłem sobie trochę zapasu, żeby w razie potrzeby móc wyciąć większy otwór i zmieścić standardowe serwo, ale w tej chwili montuje mikroserwa. Na koniec przykręcę je wkrętami lub śrubkami.
Koła są już sklejone, można więc dokończyć montaż. Aby idealnie zamontować orczyki najpierw ustawiam je w odpowiedniej pozycji i wbijam szpilki w dwa otwory. Teraz mogę podnieść orczyk na szpilkach i wlać pod spód trochę kleju. Całość przyklejam klejem na gorąco. Nie jest to może najelegantsze rozwiązanie, ale w tym wypadku spełni swoją rolę.
Nadmiar kleju można ściąć nożem i zeszlifować papierem ściernym.
Teraz można już załozyć orczyk na serwo, przykręcić śrubkę i napęd jest gotowy. W ten sposób można oczywiśce montować też zwykłe koła, nie tylko napęd gąsienic.
Na koniec trzeba przymocować serwa oraz zamontować pozostałe koła (do tego celu wykorzystałem koła z opisanego wyżej robota) i mam już coś, co powoli przypomina robota. Oczywiście to nie koniec prac, w tym miejscu na razie musiałem skończć. Zostaje jeszcze wklejenie kilku wsporników i poprzeczek, które usztywnią i wyprostują całą konstrukcję. Dotychczasowy efekt prac można zobaczyć poniżej.
[ Dodano: 18 Sie 08 08:56 ]
Zamieściłem mały dodatek w artykule - relację z przygotowania podwozia na gąsienicach do robota.
To są gąsienice do modelu czołgu. Udało mi się znaleźć na allegro za 12zł. Wykonane są z plastiku. Niestety bez rewelacji, nadają się bardziej do zabawy niż do poważnych zastosowań, ale do jeżdzenia po dywanie są ok.
_________________ Pozdrawiam,
Rafał.
Kshaq Pomógł: 1 raz Posty: 87 Otrzymał 29 piw(a) Skąd: Sosnowiec
Nie, na piasku nie próbowałem. Sprawdziłem na panelach i płytkach i też nieźle śmiga. Mam problem, bo gąsienice są za luźno zamocowane i czasami spadają, dlatego muszę troszkę poprawić tą konstrukcję. Podejrzewam, że na piasku też się spisze nieźle. Jak przyjdziesz z prawdziwym browarkiem, to możemy wyjść do piaskownicy i potestować.
Nie rozumiem prośby: "wez napisz jak zrobic reszte". Wydawało mi się, że dość dokłanie opisałem sposób skontruowania takiego pojazdu.
Myślę, że właśnie tak to rozwiążę, dołoże jakieś napinacze na środku wykonane podobnie jak pozostałe koła, tylko mniejsze. Ale docelowo chyba zrobię konstrukcję z większym prześwitem i dodatkowym dużym kołem. Przy wspinaniu się na przeszkody zdarza się, że zawiśnie w powietrzu. Ech, pomysłów dużo, tylko czasu za mało, żeby wszystko wypróbować. W każdym razie ogólnie jestem pod wrażeniem, że tak sprawnie się porusza na tych gąsienicach.
Pytałeś skąd można wziąć tanio, a nie za darmo
Ja bym mimo wszystko rozejrzał się za firmą robiącą szyldy i tablice reklamowe. Praktycznie w każdym mieście się jakaś znajdzie. A jeśli nei ma w okolicy to poczekaj aż będziesz w innym mieście i zrób zakupy.
Pomógł: 2 razy Posty: 185 Otrzymał 6 piw(a) Skąd: Krynica-Zdrój
Wysłany: 15 Wrz 08 05:39
Powiedział bym -masz tego sporo przy drodze, tylko na wysokich słupkach i pomalowane w jakieś zwory,litery... ale to chyba było by promowanie pewnych negatywnych zachowań społecznych ;P
Nie możesz pisać nowych tematów Nie możesz odpowiadać w tematach Nie możesz zmieniać swoich postów Nie możesz usuwać swoich postów Nie możesz głosować w ankietach Nie możesz załączać plików na tym forum Możesz ściągać załączniki na tym forum
FAQ
Szukaj
Użytkownicy
Regulamin
Grupy
Rejestracja
Zaloguj
