Новости

Oct 04, 2023

Постройка сосуда для сбора воды с нуля.

Opensource.com Моя команда из Сингапурского политехнического института изготовила сосуд для сбора воды для модуля «Инжиниринг и дизайн» в рамках программы Инженерной академии. Команда состояла из четырёх человек

Opensource.com

Моя команда из Сингапурского политехнического института изготовила сосуд для сбора воды для модуля «Инженерия и дизайн» в рамках программы Инженерной академии. В команду входили четыре человека, представляющие разные дисциплины: Томас и Райан с дипломом инженера-механика, а также Хви Пенг и я, Аджай, с дипломом инженера по электротехнике и электронике. Реализация проекта заняла несколько месяцев, с декабря 2015 года по февраль 2016 года.

Программа Инженерной академии предлагается лучшим студентам Школы электротехники и электроники, а также Школы машиностроения и авиационной техники Сингапурского политехнического института. Программа направлена ​​на передачу навыков из множества дисциплин: электротехники, электроники, механики, химии, дизайна и бизнеса.

Заявление о проекте, которое нам представили в начале семестра, гласило: «Разработать транспортное средство, способное брать две пробы воды: на глубине одного метра и двух метров под водой». Это стало для нас непростой задачей, поскольку нам приходилось думать о многих тонкостях автомобиля, и это была огромная работа.

Однако мы приветствовали этот вызов с распростертыми объятиями. Мы знали, что это проверит все наши знания и потребует самостоятельного поиска еще большей информации. В этой статье будет описан очень итерационный процесс планирования и прототипирования, а также продемонстрированы плоды нашего труда.

Мы пришли к множеству идей, проявив свое предвидение, перечислив как можно больше проблем, с которыми нам, вероятно, придется столкнуться, а затем предложив соответствующие решения. В конце концов, это должно было быть транспортное средство, которое будет либо плавать, либо погружаться в воду. Когда речь идет о какой-либо электронике, на сцену выходит вода, гидроизоляция становится обязательной. Оглядываясь назад, забавно, что мы даже рассматривали идею подводного аппарата вместо простого плавучего судна, учитывая количество ограничений, которые у нас были с точки зрения времени, материалов и методов изготовления.

Для основного корпуса судна мы решили использовать трубы из поливинилхлорида (ПВХ) для основания судна и акрил для формирования основной несущей конструкции. Мы обнаружили, что ПВХ является относительно дешевым, но плавучим материалом, и в сети закрытых труб он задерживает воздух, что еще больше повышает плавучесть. Мы хотели использовать акриловые детали, поскольку их было легко изготовить и они обеспечивали адекватную структурную поддержку. Все, что нам было нужно, это двухмерный схематический рисунок, а лазерный резак мог сделать остальную работу.

Изначально мы планировали использовать электромагнитные клапаны на 12 В для регулирования поступления воды в контейнеры. Однако мы обнаружили, что клапаны, предоставленные нам нашими лекторами, не работали должным образом по особой причине. Все компоненты, казалось, работали нормально, однако клапаны не позволяли воде свободно течь, несмотря на то, что мы провели обширное тестирование. Мы подозревали, что это как-то связано с силой соленоида внутри них, или, возможно, это произошло из-за серьезного конструктивного недостатка с самого начала.

Поскольку покупка новых клапанов выходила за рамки нашего бюджета и могла бы вызвать множество других проблем, мы снова взялись за чертежи и провели дополнительные исследования в области пробоотборников воды.

Мы обнаружили пробоотборник воды Ван Дорна, который представляет собой гениальный метод сбора воды, основанный на эластичности и быстродействующем механизме. Мы еще больше упростили конструкцию, чтобы установить ее на наше судно.

На рисунке ниже показано, как работает контейнер. Его опускают вниз с помощью нейлонового троса, и по достижении желаемой глубины по веревке падает грузик (груз), который ударяет по рычагу, который высвобождается из клиновидного положения и заставляет контейнер закрываться, задерживая воду внутри. это.

Мы остановились на идее опустить контейнеры в воду на соответствующую глубину и собрать пробы воды, пока основной корпус судна остается на плаву. Сначала мы подумали о том, чтобы опустить контейнер вниз, а затем поднять его обратно с помощью руки. Однако это было бы возможно только в том случае, если бы мы использовали электромагнитный клапан как часть резервуара для воды.