Технодром своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 18.09.2024

Комиксы

Издательство Арчи (Archie Comics)

Мультсериалы

Черепашки Ниндзя (Teenage Mutant Ninja Turtles), 1987—1996 гг.

Особенности дизайна и оснащение:
— глаз для наблюдения (на верхушке Технодрома) и ракетные пусковые установки в нём;
— 5 лазерных пушек в форме трезубцев: две — на верхушке Технодрома, по обеим сторонам от глаза, две по бокам самого Технодрома и одна на передней части (иногда, из-за ошибок анимации, они изображены в других местах, как правило, сзади. Или же их более чем 5);
— 2 большие лазерные пушки, которые могут разворачиваться вместе с ракетными установками глаза;
— гигантские пилы и другие режущие устройства, выдвигающиеся из люков;
— различные бурильные установки;
— титановая броня толщиной в 91 см;
— большие танковые гусеницы, которые позволяют перемещаться по земле и любой другой поверхности;
— гидравлические ноги, которые можно использовать вместо гусениц (замечены в серии Большие беспорядки / The Big Blow Out);
— 972 помещения (это упоминается в серии Потерянная карта / The Missing Map);
— конференц-зал;
— машинное отделение;
— фабрика по производству Маузеров (вар. перевода: Мышеловов / Мышероботов);
— тренировочные залы для Бибопа и Рокстеди;
— хранилища;
— японский классический зал для дзюдо;
— зона автопарка, вмещающая в себя байки и вездеходы Футов;
— прачечная;
— портал между измерениями, для перемещения людей/мутантов и различных объектов между Землей и Измерением Икс;
— генератор землетрясений;
— антигравитаторы, позволяющие Технодрому парить над землей (использовались во втором сезоне);
— расщепитель (второй сезон);
— регулятор баланса;
— педальный генератор энергии;
— люк в центре комнаты управления (использовался в серии Крутые тинейджеры из измерения Икс / Hot Rodding Teenagers from Dimension X);
— черепашья ферма, где за 126 часов выводятся черепашата, из которых позже варят суп с базиликом, являющийся частью еженедельной диеты Шреддера;
— закрытый бассейн и сауна.

Местоположение:

Сезон 6 (1992 г.)
В первой серии сезона (Опять булыжники / Rock Around the Block) Кренг устанавливает супер-лазер, для того чтобы освободить Технодром из ледяной ловушки. В этот раз Черепашки не смогли его остановить. Однако из-за некомпетентности Бибопа и Рокстеди план провалился: они случайно повредили панель управления лазером и тот расплавил лед под Технодромом, из-за чего последний ушел под воду, на дно Северного Ледовитого океана, где и остался на два сезона.

Сезон 8 (1994 г.)
После перемещения в Измерение Икс, Технодром попал в Черную дыру, в которой оказался пойман в ловушку мощной силой притяжения. Каменные солдаты и солдаты Фут оказались заперты внутри. Черная дыра также затрудняла открытие портала между измерениями внутри Технодрома. Из-за этого Шреддер и Кренг решили пока что остаться на Земле, в старом здании Науки.

После продолжительной работы Каменных Солдат, им, в конечном счете, удается освободить Технодром и починить его. В последнем эпизоде сезона (Черепашки идут по следу / Turtle Trek), Кренг и Шреддер отправляются обратно на Технодром. Черепахи следуют за ними и узнают что Технодром находится на планете Баларафон.
Они перелетают туда на шатле, побеждают Шреддера и взрывают главный двигатель Технодрома, окончательно повреждая его. После чего гигантское растение затягивает Технодром в глубокую пропасть, на дно которой он приземляется вверх тормашками, что также приводит к серьезным повреждениям.

Сезон 9 (1995 г.)
В этом сезоне Технодром не появляется.

Дополнительные транспортные средства:

2. Транспортный модуль.
Транспортный модуль — это средство передвижения используемое Кренгом, Шреддером, Бибопом и Рокстеди, для перемещения из Технодрома в Нью-Йорк, когда сам Технодром расположен на Земле. Несмотря на то, что наиболее известной является форма в виде бура, модули видоизменялись в зависимости от местоположения Технодрома.

Сезон 1 (1987 г.)

Сезон 3 (1989 г.)
В то время как Технодром был расположен у земного ядра, использовался тот тип транспортных модулей, который стал наиболее популярным. Он похож на космический шаттл без крыльев, с буром на передней части. Даже Бибоп и Рокстеди способны управлять им.

Сезон 6 и 7 (1992—1993 гг.)
Кренг и Шреддер выкрали антигравитатор, который позволил Технодрому летать. Но Черепашки повредили это устройство, что привело к повторному погружению танка на дно океана, но в этот раз, недалеко от Нью-Йоркской гавани. Для перемещения использовался модуль-амфибия — переоборудованный подводный тип транспортного модуля. С помощью него добираться до города стало быстрее, чем прежде.

3. Портал между измерениями.

В главном командном центре Технодрома, есть собственный портал между измерениями, который фигурирует во многих сценах с участием Технодрома. Он позволяет людям, мутантам и различным объектам путешествовать между Измерением Икс и Землей, в независимости от того где находится сам Технодром (на Земле или в Измерении Икс). С помощью портала Кренг, например, переправлял своих Каменных солдат из Измерения Икс на Землю. Портал может быть открыт в любом месте на Земле, когда Технодром находится в Измерении Икс и наоборот, когда Технодром находится на Земле, через портал можно попасть в Измерение Икс. Однако, Шреддер и его банда не знали точного расположения убежища Черепах и поэтому не могли туда попасть с помощью портала.
Кренг или Шреддер могли в любое время открыть/закрыть экран портала, а также использовать его в качестве большого видеоэкрана. Такой экран, к примеру, часто служил для просмотра новостей Шестого Канала, представленных Эйприл О'Нил (даже когда Технодром находился в Измерении Икс). Также он помогал наблюдать за Бибопом, Рокстеди и Шреддером, когда они находились на задании.
Помимо этого, у Донателло был собственный портал, позволявший Черепашкам путешествовать в Измерение Икс.

Полнометражные мультфильмы

Черепашки навсегда (Turtles Forever), 2009 г.

В этом мультфильме Технодрому отводится чуть ли не самая главная роль. Сперва он был представлен как основная база Кренга и Шреддера, однако после освобождения Ч'релла из ледяного плена, тот захватил власть на танке и даже модифицировал его в летающую крепость, используя технологии Утромов. Поэтому у Технодрома появились новые возможности, но также сохранились и прежние: антигравитационные генераторы, позволяющие летать, портал между измерениями, лазерные пушки и непроницаемый энергетический щит.

Видеоигры

В большинстве видеоигр о Черепашках Ниндзя, Технодром появлялся на последнем уровне и Черепахи должны были проложить себе путь через его отсеки, чтобы добраться до финального босса: Кренга или Шреддера (в зависимости от вида игры).

Teenage Mutant Ninja Turtles, 1989 г. (для платформы Arcade) и 1990 г. (для платформы NES)
Технодром сам по себе являлся боссом предпоследнего, пятого, уровня. Для того чтобы попасть на последний уровень (внутри Технодрома), Черепахи должны одолеть этот танк, который заполняет собой большую часть экрана. Для этого необходимо уничтожить его пушки и глаз-перископ на верхушке.
Интерьер Технодрома меняется от игры к игре: в первой Teenage Mutant Ninja Turtles (для платформы NES) внутри всё было похоже на зону военных действий и окрашено желтым и голубым цветами. Появлялись боссы с предыдущих уровней, которые не были причастны к самому Технодрому.
В последующих играх интерьер стал более похожим на тот что представлен в мультсериале. Туда начали включать фабрику по производству Маузеров, охранников-роботов и более подходящих персонажей.

Teenage Mutant Ninja Turtles: The Hyperstone Heist, 1992 г. (для платформы Genesis)
В первой части игры уровень с Технодромом основан на уровне Starbase из игры Teenage Mutant Ninja Turtles: Turtles in Time.

Teenage Mutant Ninja Turtles: Turtles in Time, 1992 г. (для платформ Arcade / SNES)

Teenage Mutant Ninja Turtles Smash-Up, 2009 г. (для платформ Wii / PS2)
Технодром появился на заднем плане в Подземном уровне и стрелял из лазеров, что вызывало частичные обвалы на поле боя.

Игрушки и фигурки

Все игрушки выпущены компанией Плеймейтс (Playmates Toys)

1990 г.

В интернете есть множество упоминаний о том, что Технодром был выпущен в 1988 г. с первой волной игрушек, но это неправда.
Эта гигантская Двухэтажная передвижная крепость была меккой среди Черепашьих игрушек и находилась в почетном ряду вместе с такими игровыми наборами как Убежище Черепашек (Sewer Playset) и Пиццеметатель (Pizza Thrower). Он был одной из любимейших игрушек оригинального выпуска. Внешне Технодром весьма точно походит на свой прототип из мультсериала, имеет 4 танковых гусеницы, в виде колес, гигантский глаз, который можно снять с верхушки и катить на врагов, а также бластеры способные разбивать камни. Как и другие игрушки в линии, основные детали игрового набора имеют много отличительных знаков.
Игрушка раскрывается с двух сторон и включает себя по 2 комнаты на каждой из половинок, командный центр Кренга по управлению мутантами, с экраном наблюдения, жуткую камеру для мутирования с дозатором мутагена и тронный зал с системой поддержания жизнедеятельности Кренга. Также есть люк ведущий в оружейный отсек, где сод ержится вооружение Фут. Игрушка имеет два входа: дверь покрытая шипами и сток для мутагена, в котором есть тайный вход Шреддера. Оба ведут в тюрьму для мутантов. Над тюрьмой, спереди и сзади, располагаются турели, за которые можно посадить фигурки персонажей (но при этом они будут сидеть в неуклюжих позах), чтобы изобразить обстрел Черепашек. Между турелями находится штурвал, позволяющий запустить шпионский глаз-радар и задраить люк.
Одна из половинок Технодрома соединена с центром (где крепится штурвал) небольшим мостиком, на котором закреплены кандалы для мутантов, поз воляющие подвесить Черепашку над землей. Другая пара наручников закреплена на решетке тюремной камеры. Пластиковый диск, называемый шифратором мозга, крепится к основанию игрового набора с помощью колышка. Когда диск начинает вращаться вокруг своей оси с размещенной на нем фигуркой Черепахи, стянутой ремнями, то становится эффективным устройством для пыток.
На внешней обшивке корпуса расположены детали, напоминающие основания для лазерных пушек. С помощью них Черепашки могут уцепиться за Технодром. На передней и задней части меются два больших камнедробящих бластера.

1993 г.
Технодром-разведчик (Technodrome Scout Vehicle)

Этот ми ни-Технодром создан в дополнение к оригиналу. Он голубого цвета, значительно меньше оригинала и в нем могла расположиться только одна фигурка. Чт обы заглянуть вовнутрь, его можно открыть. Внутри находится командирское кресло, перископ, компьютерная панель и пульт управления оружием. Глазное яблоко на верхушке можно приподнять вверх на несколько сантиметров, и вместе с оружием вращать на 360 градусов. При езде колеса Технодрома заставляют вращаться и два бура, расположенных на его основании, в передней части.

Электростанция на дровах – один из альтернативных способов запитать электроэнергией потребители.

Устройство способно при минимальных затратах на энергоресурсы получить электричество, причем даже в тех местах, где вообще отсутствует подвод энергосетей.

Такая энергетическая установка может стать отличным вариантом для владельцев дачных участков и загородных домов.

Также существуют миниатюрные версии, которые подойдут для любителей длительных походов и времяпрепровождений на природе. Но обо всем по порядку.

Особенности

Электростанция на дровах – изобретение далеко не новое, но современные технологии позволили несколько улучшить разработанные раньше устройства. Причем для получения электроэнергии используется несколько разных технологий.

Сразу отметим, что дрова, а точнее процесс их сгорания, выступает только в качестве источника энергии, обеспечивающего функционирование устройства, в котором происходит генерация электричества.

Основными достоинствами таких электростанций является:

Возможность использовать самое разное твердое топливо и его доступность;
Получение электроэнергии в любом месте;
Использование разных технологий позволяет получать электроэнергию с самыми разными параметрами (достаточной только для обычной подзарядки телефона и до запитки промышленного оборудования);
Может выступать и в качестве альтернативы, если перебои подачи электроэнергии – обычное дело, а также основным источником электричества.

Классический вариант

Как уже отмечено, в электростанции на дровах используется несколько технологий для получения электричества. Классической среди них является энергия пара, или попросту паровой двигатель.

Здесь все просто – дрова или любое другое топливо сгорая, разогревает воду, в результате чего она переходит в газообразное состояние – пар.

Полученный пар подается на турбину генераторной установки, и за счет вращения генератор вырабатывает электроэнергию.

Поскольку паровой двигатель и генераторная установка соединены в единый закрытый контур, то после прохождения турбины пар охлаждается, снова подается в котел, и весь процесс повторяется.

Такая схема электростанции – одна из самых простых, но у нее имеется ряд существенных недостатков, одним из которых является взрывоопасность.

После перехода воды в газообразное состояние давление в контуре значительно повышается, и если его не регулировать, то высока вероятность порыва трубопроводов.

И хоть в современных системах применяются целый набор клапанов, регулирующих давление, но все же работа парового двигателя требуется постоянного контроля.

К тому же обычная вода, используемая в этом двигателе, может стать причиной образования накипи на стенках труб, из-за чего понижается КПД станции (накипь ухудшает теплообмен и снижает пропускную способность труб).

Но сейчас эта проблема решается использованием дистиллированной воды, жидкостей, очищенных примесей, выпадающих в осадок, или же специальных газов.

Но с другой стороны эта электростанция может выполнять еще одну функцию – обогревать помещение.

Здесь все просто – после выполнения своей функции (вращения турбины) пар необходимо охладить, чтобы он снова перешел в жидкое состояние, для чего нужна система охлаждения или попросту – радиатора.

И если разместить этот радиатор в помещении, то в итоге от такой станции получим не только электроэнергию, но еще и тепло.

Другие варианты

Но паровой двигатель – это только одна из технологий, которая используется в электростанциях, работающих на твердом топливе, причем не самая подходящая для использования в бытовых условиях.

Также для получения электроэнергии сейчас используются:

Термоэлектрогенераторы (использующие принцип Пельтье);
Газогенераторы.

Термоэлектрогенераторы

Электростанции с генераторами, построенными по принципу Пельтье – достаточно интересный вариант.

Физик Пельтье обнаружил эффект, который сводится к тому, что при пропускании электроэнергии через проводники, состоящие из двух разнородных материалов, на одном из контактов происходит поглощение тепла, а на втором – выделение.

Причем эффект этот обратный – если с одной стороны проводник разогревать, а со второй – охлаждать, то в нем будет образовываться электроэнергия.

Именно обратный эффект используется в электростанциях на дровах. При сгорании они разогревают одну половину пластины (она и является термоэлектрогенератором), состоящую их кубиков, сделанных из разных металлов, а вторая же ее часть – охлаждается (для чего используются теплообменники), в результате чего на выводах пластины появляется электроэнергия.

Но есть у такого генератора несколько нюансов. Один из них – параметры выделяемой энергии напрямую зависят от разницы температуры на концах пластины, поэтому для их выравнивания и стабилизации необходимо использование регулятора напряжения.

Второй нюанс заключается в том, что выделяемая энергия – лишь побочный эффект, большая часть энергии при сгорании дров просто преобразуется в тепло. Из-за этого КПД такого типа станции не очень высокая.

К достоинствам электростанций с термоэлектрогенераторами относятся:

Длительный срок службы (нет подвижных частей);
Одновременно вырабатывается не только энергия, но и тепло, которое можно использоваться для обогрева или приготовления пищи;
Бесшумность работы.

Электростанции на дровах, использующие принцип Пельтье, — достаточно распространенный вариант, и выпускаются как портативные устройства, которые способны лишь выделить электроэнергии для зарядки маломощных потребителей (телефона, фонаря), так и промышленные, способные запитать мощные агрегаты.

Газогенераторы

Второй тип – это газогенераторы. Такое устройство можно использовать в нескольких направлениях, в том числе и получение электроэнергии.

Здесь стоит отметить, что сам по себе такой генератор не имеет никакого отношения к электричеству, поскольку его основная задача – выработать горючий газ.

Суть работы такого устройства сводится к тому, что в процессе окисления твердого топлива (его горения), выделяются газы, в том числе и горючие – водород, метан, СО, которые могут использоваться в самых разных целях.

К примеру, такие генераторы раньше применялись на авто, где обычные двигатели внутреннего сгорания отлично работали на выделяемом газе.

По причине постоянного удорожания топлива данные устройства некоторые автомобилисты и мотоциклисты уже в наше время начали устанавливать на свои машины.

То есть, чтобы получить электростанцию, достаточно иметь газогенератор, двигатель внутреннего сгорания и обычный генератор.

В первом элементе будет выделяться газ, который станет топливом для двигателя, а тот в свою очередь будет вращать ротор генератора, чтобы получить на выходе электроэнергию.

К достоинствам электростанций на газогенераторах относится:

Надежность конструкции самого газогенератора;
Получаемый газ можно использовать для работы двигателя внутреннего сгорания (который станет приводом для электрогенератора), газового котла, печи;
В зависимости от задействованного ДВС и электрогенератора можно получить электроэнергию даже для промышленных целей.

Основным недостатком газогенератора является громоздкость конструкции, поскольку она должна включать в себя котел, где происходят все процессы для получения газа, систему его охлаждения и очистки.

И если это устройство будет использоваться для получения электроэнергии, то дополнительно в состав станции должны также входить ДВС и электрогенератор.

Представители электростанций заводского изготовления

Отметим, что указанные варианты – термоэлектрогенератор и газогенератор сейчас являются приоритетными, поэтому выпускаются уже готовые станции для использования, как бытовые, так и промышленные.

Ниже приведено несколько из них:

Отлично подойдет для дачных участков и небольших домов, поскольку достаточно компактна и ее можно перевозить в авто.

Основная энергия при сгорании дров идет на обогрев, но при этом имеющийся генератор позволяет получить также электроэнергию напряжением 12 В и мощностью 60 Вт.

Тоже использует принцип Пельтье, но она еще более компакта (вес всего 1 кг), что позволяет брать ее в туристические походы, но и количество энергии, вырабатываемой генератором – еще меньше, но ее будет достаточно зарядить фонарь или телефон.

Тоже используется термоэлектрогенератор, но это уже – промышленный вариант.

Производитель по заказу может изготовить устройство, обеспечивающие на выходе электроэнергию мощностью от 5 кВт до 1 МВт. Но это влияет на размеры станции, а также потребляемое количество топлива.

К примеру, установка, выдающая 100 кВт, расходует 200 кг дров в час.

Помимо промышленных уже готовых решений, можно отдельно купить те же термоэлектрогенераторы Пельтье, но без печки и использовать его с любым источником тепла.

Самодельные станции

Также многие умельцы создают самодельные станции (обычно на основе газогенератора), которые после продают.

Все это указывает на то, что можно и самостоятельно изготовить электростанцию из подручных средств и использовать ее для своих целей.

Далее рассмотрим, как можно сделать устройство самостоятельно.

На основе термоэлектрогенератора.

Первый вариант – электростанция на основе пластины Пельтье. Сразу отметим, что изготовленное в домашних условиях устройство подойдет разве что для зарядки телефона, фонаря или для освещения с использованием светодиодных ламп.

Для изготовления потребуется:

Металлический корпус, который будет играть роль печи;
Пластина Пельтье (отдельно приобретается);
Регулятор напряжения с установленным USB-выходом;
Теплообменник или просто вентилятор для обеспечения охлаждения (можно взять компьютерный кулер).

Изготовление электростанции — очень простое:

Изготавливаем печь. Берем металлический короб (к примеру, корпус от компьютера), разворачиваем так, чтобы печь не имела дна. В стенках внизу проделываем отверстия для подачи воздуха. Вверху можно установить решетку, на которую можно установить чайник и т. д.
На заднюю стенку монтируем пластину;
Сверху на пластину монтируем кулер;
К выводам от пластины подключаем регулятор напряжения, от которого и запитываем кулер, а также делаем выводы для подключения потребителей.

Работает все просто: разжигаем дрова, по мере нагрева пластины на ее выводах начнется генерация электроэнергии, которая будет подаваться на регулятор напряжения. От него же начнет и работать кулер, обеспечивая охлаждение пластины.

Инфракрасные теплые полы электрические под ламинат и плитку на бетонный и деревянный пол, плюсы и минусы, как выбрать, монтаж своими руками

Остается только подключить потребители и следить за процессом горения в печке (подкидывать своевременно дрова).

На основе газогенератора.

Второй способ сделать электростанцию – это изготовить газогенератор. Такое устройство значительно сложнее в изготовлении, но и выход электроэнергии – значительно больше.

Для его изготовления потребуется:

Это указана принципиальная схема изготовления газогенератора. Исполнение же может быть самым разным.

К примеру, возможна установка механизма принудительной подачи твердого топлива из бункера, который, кстати, тоже будет запитываться от генератора, а также всевозможных контролирующих устройств.

Создавая электростанцию на основе эффекта Пельтье, особых проблем не возникнет, поскольку схема простая. Единственное, следует принимать некоторые меры безопасности, поскольку огонь в такой печке практически открытый.

А вот создавая газогенератор, следует учитывать множество нюансов, среди них — обеспечение герметичности на всех соединениях системы, по которой проходит газ.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания нормально работал, следует побеспокоиться о качественной очистке газа (наличие примесей в нем недопустимо).

Газогенератор – конструкция громоздкая, поэтому для него необходимо правильно подобрать место, а также обеспечить нормальную вентиляцию, если он будет установлен в помещении.

Поскольку такие электростанции не новь, и любителями они изготавливаются уже сравнительно давно, то и отзывов о них накопилось немало.

В основном, все они положительные. Даже у самодельной печи с элементом Пельтье отмечается, что она полностью справляется с поставленной задачей. А что касается газогенераторов, то здесь наглядным примером может выступить установка таких устройств даже на современных авто, что говорит об их эффективности.

Плюсы и минусы электростанции на дровах

Электростанция на дровах – это:

Доступность топлива;
Возможность получить электроэнергию в любом месте;
Параметры получаемой электроэнергии – самые разные;
Можно сделать устройство и самому.
Среди недостатков же отмечается:
Не всегда высокое КПД;
Громоздкость конструкции;
В некоторых случаях получение электроэнергии – лишь побочный эффект;
Для получения электроэнергии для промышленного использования нужно сжечь большое количество топлива.

В целом, изготовление и использование электростанций, работающих на твердом топливе – вариант, заслуживающий внимания, и он может стать не только альтернативой электросетям, но еще и помочь в местах, удаленных от цивилизации.

Сразу оговоримся, что совсем дешево делать не будем, т.к. не хочется убивать нервные клетки, делая доморощенные энкодеры для моторчиков + хочется упростить создание 3D модели, которая нужна для управления через ROS (ссылка на готовую модель – ниже в статье).

На момент написания статьи ориентировочная конечная стоимость изделия составляет ~70 000 руб. Если у вас есть 3D принтер, то можно смело вычесть из нее 20 000 руб. Если принтера нет, то его появление станет приятным бонусом. Все расходы я буду описывать исходя из того, что у нас нет ничего, кроме денег.

Как выглядит результат:

Также нужно отметить, что для программирования руки нам понадобится компьютер с установленными ОС Linux (я использую Ubuntu 18.04) и фреймворком ROS (я использую Melodic).

Отвечаю. Изначально я не хотел заморачиваться с созданием роборуки и думал просто купить что-нибудь простенькое, но достаточно функциональное в сборе.

Что являлось для меня критериями функциональности и минимальной допустимой простотой (т.е. почему НЕ подойдут манипуляторы с алиэкспресса) – можно обсудить в комментариях, чтобы не грузить тех, кому это очевидно и/или не интересно.

Конкурентные решения на рынке

Опишу, однако, кратко примеры того, что я рассматривал на рынке:

Забегая немного вперед скажу, что делать мы будем копию робо-руки PhantomX Pincher Robot Arm Kit Mark II, которая производится именно компанией TossenRobotics.

Итого, видим, что 70 000 руб – это совсем не так дорого.

Что же нам нужно купить?

Все цены привожу на момент написания статьи (июль 2020 года):

1) 6 моторчиков DYNAMIXEL AX-12A

Я покупал по цене 7200 руб за 1 штуку, но, кажется, можно найти и за 6000 при большом желании. Будем считать, что вам не повезет и вы тоже купите за 7200.
Суммарная стоимость: 43 200 руб

Подойдет любой простенький, можно уложиться в 20 000 руб.

3) Arduino Uno + Power Shield

Стоимость: ~4 000 руб

4) Опционально (но я очень рекомендую): Лабораторный источник питания

Стоимость: ~3 500 руб

Сборка

Отлично! Мы закупили все, что нам нужно (вероятно, дольше всего ждали доставки моторчиков, мне их везли больше месяца).

1) Напечатаем детали для манипулятора на 3D принтере.

Качаем STL файлы отсюда

2) Собираем воедино с моторчиками. Проблем со сборкой быть не должно, но если они вдруг появятся, можно воспользоваться вот этой инструкцией

Делаем 3D модель

Класс! Рука у нас есть, но ведь ей же нужно как-то управлять. Хочется максимально использовать достижения человечества, поэтому установим себе ROS.

Для того, чтобы полноценно работать с манипулятором в ROS – нужно сделать его URDF модель. Она будет нам необходима для того, чтобы управлять робо-рукой с помощью пакета MoveIT!
На момент написания статьи последняя стабильная сборка доступна для Melodic/Ubuntu 18.04, чем и объясняется мой выбор версии системы и фреймворка в начале статьи.

Построение URDF модели – довольно трудоемкая (и, на мой взгляд, самая скучная) часть данного проекта. Нужно немного допилить напильником stl модели компонентов и соединить их воедино в XML-образном файле, вручную подбирая правильные коэффициенты смещения деталей друг относительно друга.

Кто хочет – может проделать работу самостоятельно, всем остальным поберегу нервы и просто дам ссылку на свой готовый файл:

В данной модели пока нет захватывающего устройства, однако, до того момента, чтобы захватывать предметы в реальном мире нам еще далеко. Для остальных задач этой модели более чем достаточно.

Выглядит модель вот так:

Из полученного URDF файла мы сделаем конфиг MoveIT!, который позволит нам моделировать движения манипулятора и отправлять управляющие команды на реальную робо-руку.

Для создания конфига есть отличный туториал (ссылка)

Тут я могу опять сэкономить время и предоставить свой конфиг. Лежит он вот тут:

Можно скачать конфиг с гитхаба и запустить следующей командой:

Примерно так можно будет управлять нашей реальной робо-рукой через rviz, когда мы подключим ее к ROS:

А что с реальной рукой?

Переместимся из мира 3D моделей в суровую реальность. У нас есть собранный ранее манипулятор. Хотелось бы его как-то подвигать. Сделаем это с помощью Arduino UNO и Power Shield.

Подключим первый моторчик манипулятора (который снизу) к Power Shield'у и блоку питания следующим образом:

Да, data pin моторчика мы соединим сразу с 3 и 4 выводом Arduino. Пытливый читатель мануала Dynamixel (вот он) сразу заметит, что связь с внешним миром у моторчика организована по Half Duplex Asynchronous Serial Communication, а это означает, что data pin используется сразу и для получения команд и для ответа.

По умолчанию, на аппаратном уровне Arduino умеет работать только с Full Duplex UART. Эту проблему можно обойти, используя Soft Serial библиотеку, что мы и сделаем. Именно использование Half Duplex режима объясняет подключение data pin мотора к 3 и 4 выводам шилда одновременно.

Помимо полудуплексного обмена работа с Dynamixel через Arduino имеет еще пару занимательных моментов, которые могут быть не совсем очевидны с самого начала. Сведем их все воедино.

Как подвигать наш манипулятор?

1) Сначала скачаем нужную библиотеку. Она называется ardyno и ее можно получить через Arduino Library Manager, либо тут (ссылка)

2) По умолчанию Dynamixel AX-12A хотят работать с baud rate = 1000000. Однако Software Serial Interface не потянет такую скорость, поэтому baud rate стоит снизить до 57600. Таким образом, начало файла с вашей программой будет выглядеть примерно вот так:

3) Все наши моторчики соединены друг с другом последовательно. Значит, чтобы обращаться к каждому из них — нужно знать его ID? Это действительно так, объект DynamixelMotor при инициализации получает два параметра: interface (одинаков для всех, его мы задали в предыдущем пункте) и id (должен быть у всех разный, иначе поведение будет у манипулятора весьма странное)

Id каждому моторчику придется задать вручную. Кажется, что будучи соединенными последовательно, они могли бы и сами рассчитаться по номерам от 1 до 6, но этого не предусмотрено. Поэтому нужно каждый моторчик отдельно подключить к Arduino (отключив от остальных) и выполнить следующую программу:

Изначально все моторчики имеют именно поэтому мы и указываем вверху

NEW_ID для каждого моторчика нужно заменить на число от 1 до 6 (да, ок, первый моторчик можно не трогать). Нумеруем их в порядке от нижнего к верхнему.

Ура! у нас есть полноценный манипулятор, который мы можем двигать, а также имеется 3D модель к нему. Можно брать ROS и программировать любые крутые штуки. Но это уже рассказ для отдельной статьи (и не одной). Данное же повествование подошло к концу, спасибо за внимание!

Вы знали, что если в согнутую дугой трубу положить сухого спирта, подуть воздухом из компрессора и подать газ из баллона, то она взбесится, будет орать громче взлетающего истребителя и краснеть от злости? Это образное, но весьма близкое к истине описание работы бесклапанного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя – настоящего реактивного двигателя, построить который под силу каждому.

Бесклапанный ПуВРД — удивительная конструкция. В ней нет движущихся частей, компрессора, турбины, клапанов. Простейший ПуВРД может обойтись даже без системы зажигания. Этот двигатель способен работать практически на чем угодно: замените баллон с пропаном канистрой с бензином — и он продолжит пульсировать и создавать тягу. К сожалению, ПуВРД оказались несостоятельными в авиации, но в последнее время их всерьез рассматривают как источник тепла при производстве биотоплива. И в этом случае двигатель работает на графитовой пыли, то есть на твердом топливе.

Наконец, элементарный принцип работы пульсирующего двигателя делает его относительно безразличным к точности изготовления. Поэтому изготовление ПуВРД стало излюбленным занятием для людей, неравнодушных к техническим хобби, в том числе авиамоделистов и начинающих сварщиков.

Несмотря на всю простоту, ПуВРД — это все-таки реактивный двигатель. Собрать его в домашней мастерской весьма непросто, и в этом процессе немало нюансов и подводных камней. Поэтому мы решили сделать наш мастер-класс многосерийным: в этой статье мы поговорим о принципах работы ПуВРД и расскажем, как изготовить корпус двигателя. Материал в следующем номере будет посвящен системе зажигания и процедуре запуска. Наконец, в одном из последующих номеров мы обязательно установим наш мотор на самодвижущееся шасси, чтобы продемонстрировать, что он действительно способен создавать серьезную тягу.

От русской идеи до немецкой ракеты

Чтобы работать было приятно и безопасно, мы предварительно очищаем листовой металл от пыли и ржавчины с помощью шлифовальной машинки. Края листов и деталей, как правило, очень острые и изобилуют заусенцами, поэтому работать с металлом надо только в перчатках.

Конечно же, речь идет о клапанных пульсирующих двигателях, принцип действия которых понятен из рисунка. Клапан на входе в камеру сгорания беспрепятственно пропускает в нее воздух. В камеру подается топливо, образуется горючая смесь. Когда свеча зажигания поджигает смесь, избыточное давление в камере сгорания закрывает клапан. Расширяющиеся газы направляются в сопло, создавая реактивную тягу. Движение продуктов сгорания создает в камере технический вакуум, благодаря которому клапан открывается, и в камеру всасывается воздух.

В отличие от турбореактивного двигателя, в ПуВРД смесь горит не непрерывно, а в импульсном режиме. Именно этим объясняется характерный низкочастотный шум пульсирующих моторов, который делает их неприменимыми в гражданской авиации. С точки зрения экономичности ПуВРД также проигрывают ТРД: несмотря на впечатляющее отношение тяги к массе (ведь у ПуВРД минимум деталей), степень сжатия в них достигает от силы 1,2:1, поэтому топливо сгорает неэффективно.

Прежде чем отправляться в мастерскую, мы начертили на бумаге и вырезали шаблоны разверток деталей в натуральную величину. Осталось лишь обвести их перманентным маркером, чтобы получить разметку для вырезания.

Горючая смесь в ПуВРД сгорает с дозвуковой скоростью. Такое горение называется дефлаграцией (в отличие от сверхзвукового — детонации). При воспламенении смеси горючие газы вырываются из обеих труб. Именно поэтому и входная, и выходная трубы направлены в одну сторону и сообща участвуют в создании реактивной тяги. Но за счет разницы длин в тот момент, когда давление во входной трубе падает, по выходной еще движутся выхлопные газы. Они создают разрежение в камере сгорания, и через входную трубу в нее затягивается воздух. Часть газов из выходной трубы также направляется в камеру сгорания под действием разрежения. Они сжимают новую порцию горючей смеси и поджигают ее.

При работе с электрическими ножницами главный враг – вибрации. Поэтому заготовку нужно надежно фиксировать с помощью струбцины. При необходимости можно очень аккуратно погасить вибрации рукой.

Читайте также: