Bugina na diaľkové ovládanie

Autori:	Attila Lelkes, Molnár Tomáš, Patrik Šuba, Krištof Cséfalvay
Študijný odbor:	Automobilová mechatronika	3. Bc. (2018)

Opis projektu

Hlavným cieľom projektu bolo konštrukčne vyhotoviť a zostrojiť model buginy. Reálna bugina je dostupná pre žiakov školy FEI STU.

Počas práce sme sa oboznámili s rôznymi digitálnymi technológiami výroby a naučili sme sa pracovať v CAD programe. Získané vedomosti určite využívame v budúcnosti počas štúdia alebo v praxi.

Analýza

V tejto časti je vysvetlené riešenie pre daný problém. Naznačujeme aj všetky potrebné technické údaje.

Naše úlohy pre vyhotovenie projektu:

• Merať parametrov „Elektrickej buginy“
• Rozložiť a vybrať potrebné súčiastky
• Namerať podvozok auta aby sme presne zistili rozmery podvozku (d x š: 257 x 12,5 mm )
• Návrh teoretickej koncepcie, aby sme si mohli vytlačiť súčiastky
• Vytlačiť jednotlivé súčiastky a zostrojiť vozidlo
• Kúpa batérie pre riadenie a rádiový ovládač
• Kúpa RC auta

Popis riešenia

Meranie parametrov elektrickej buginy

Pred skonštruovaním modelu sme namerali potrebné rozmery.

Kúpa RC auta

Pri vypratávaní povaly sme našli používané ale funkčné RC auto ktorého rozmery boli vhodné pre náš projekt.

Podvozok

Rozobrali sme RC auto a odstránili sme nepotrebné skrutky a časti modelu. Nakoniec nám zostali 4 kolesá, podvozok, základná doska pre riadenie, anténa pre komunikáciu a LED svetlá. Ponechali sme si diaľkový ovládač, ktorý slúži na vysielanie pokynov pomocou rádiových vĺn. V Európe sú povolené tieto frekvencie pre RC modely:

• 35 MHz: pre lietadla.
• 40 MHz: pre auta a lietadla.
• 27 MHz: pre všeobecné použitie, hračky, CB rádio.
• 2.4 GHz rozprestreté spektrum, pre auta, lietadla a lode.

Rozmery rozobratého RC auta:

• dĺžka: 25,7 cm
• šírka: 12,5 cm
• výška: 6 cm
• hmotnosť: 1,2 kg
• rádiová frekvencia: 27 MHz

Návrh virtuálneho modelu

3D modelovanie buginu bolo urobené pomocou softvéru CATIA V5 (Computer Aided Three dimensional Interactive Application). CATIA podporuje rôzne stupne vývoja produktov a má veľmi široký výber funkcií. Tieto sa týkajú konceptualizácie, cez dizajn (CAD) a výrobu (CAM), až po analýzu (CAE). CATIA je riešená ako otvorená vývojová architektúra postavená na rozhraniach, ktoré umožňujú prispôsobovanie alebo vyvíjať nové aplikácie. CATIA umožňuje vytváranie 3D dielov z 2D náčrtov. Modelovanie sa znázornení na kolese, ostatné komponenty boli modelované analogickým spôsobom. Používané moduly pri modelovaní boli :

• Sketcher - skicár
• Part design - solidy, objemové modelovanie
• Assembly Design - zostavy, scény
• Shape - 3D plochy a krivky
• Wireframe and Surface design

Každý 3D model sa začína 2D náčrtom a zadaním vhodných parametrov. Z 2D náčrtu môžeme vytvoriť 3D model s použitím najčastejšie používaných funkcií: Pad (blok), Pocket (kapsa), Shaft (hriadeľ), Groove (kruhová drážka). Po vytvorení 3D objektu môžeme urobiť tvarové úpravy bez použitia skicára. Tieto funkcie sú napríklad: Edge Fillet (zaoblenie), Chamfer (zarezanie hrany), Shell (škrupina) a Hole(diera). Ďalšie používané funkcie sú: Mirror (odzrkadľovanie), Rectangular Pattern a Circular Pattern. Pre každého modelu komponentov sa dá nastaviť materiál pomocou funkcií Apply Material a na základe toho nastaviť hmotnosť. Keď máme všetky komponenty s pridaným materiálom potom môžeme postúpiť k Assembly Designu (návrh konštrukcie). Assembly Design umožňuje návrh zostáv s intuitívnym a flexibilným užívateľským rozhraním. Do Assembly Designu môžeme vložiť hotové časti (.CATPart) alebo zostavy (.CATProduct) pomocou funkcie Existing Component With Positioning. Vložené časti a zostavy manipulujeme funkciou Manipulation. Pomocou tejto funkcie môžeme nastaviť polohu elektromotora, batérie, sedadiel, poháňaných kolies a ostatných komponentov. Súčasne nastavíme aj rázvor, rozchod kolies vpredu aj vzadu a svetlú výšku.

Kúpa batérie

Batérie zabezpečujú elektrickú energiu aj pre vozidlo, aj pre ovládač. Súčasťou podvozka je držiak batérií vďaka ktorého má nižšie ťažisko a lepšie manévrovacie schopnosti. Bugina je napájaná z šiestich 1,5V AA bateriek. 

Výsledok

Používaný 3D tlačiareň

Bugina je poháňaná s dvoma zadnými kolesami. Pomocou predných kolies vieme otočiť vozidlo o 60° do oboch smerov. Programovateľná doska je umiestnená pod sedadlom. V prednej časti vozidla ako je možné vidieť na obrázku sa nachádza zbraň a dva ohňomety. V zadnej časti sú funkčné kuše, ktoré ako náboj vystrelia špáradlo.

Kuše, ohňomety a rám vozidla sú vytvorené z materiálu PLA. Ostatné materiály sú neznáme.

3D modely

Catia V5: Potrebné časti k vyhotoveniu: Model