Универсальный прецизионный балансир или как мозга рукам покоя не даёт.
Давно затаилась у меня идея сделать высокоточный балансир для балансировки авиамодельных винтов как для вертолётов, так и для самолётов, для авиамодельного клуба.
Существующие методы балансировки меня не устраивают.
Обычная ось с острыми концами с зажатым на оси винтом - слишком грубо, очень сильно зависит от того, как расположена рука, к тому же тремор рук мешает балансировке + неприятное ощущение от “иголок”.
Другие балансиры на базе подшипников - слишком сложно и много деталей, которые друг о друга трутся… Нет у меня к ним никакого доверия.
Балансиры на базе оси, “зажатой” между двумя неодимовыми магнитами – слишком глупо. Там трение о магнит, к которому прилипает ось настолько адское, что магнит выходит из строя после 3-4 сбалансированного винта, да и балансировка там ооочень условная, опять таки из-за дрянной конструкции.
Недавно на рынке стали появляться так называемые “Левитроны”. Парящие в воздухе глобусы ну и т.п. И вот тут то во мне и затаилась идея сделать парящий в воздухе балансир. Надёжно, долговечно, красиво и гостям можно показывать для развлечения.
Соответственно появляются интересные требования: нужно, чтобы балансир мог держать большие и тяжёлые винты, да ещё и так, чтобы легко можно было снять винт или легко обработать винт не снимая.
Гуляя по интернету в поисках старых забытых идей и надежде озарения, наткнулся на мендосинский мотор. Китайцы, кстати, делают очень похожие игрушки, только без мотора, просто подвешенная ось в воздухе. Аналогичной конструкции есть недешёвые магнитные подшипники…
Тривиальная схема выглядит так:
Чем мне это понравилось: основную нагрузку берут на себя магниты, которые отталкивают ось от себя. А вот для устойчивости достаточно всего одна стенка, на которую он как бы “облокачивается”, как облокачивался бы мячик на вершине горы об стенку, чтобы не скатиться, т.е. можно добиться минимального, практически нулевого трения о стенку.
Более того, можно сделать вместо стенки маломощный электромагнит, который бы просто удерживал ось “на вершине горы” (магнитное поле там можно утрированно проассоциировать с горой, а ось - с мячиком).
Собственно, чем я и занялся. Сделал маленький макет, удачно. Опыт удался, было весело. Контроллер был реализован на микроконтроллере PIC18F2550, который рулил мостом на полевиках, гоняющих ток в разные стороны через провода катушки электромагнита.
Обратная связь реализована посредством датчика Холла. В микроконтроллере был реализован ПИД алгоритм для удержания оси в заданной точке.
www.youtube.com/watch?v=JS5oaILPLEU
После чего я начал делать макро версию. Купил неодимовых магнитов в виде кубиков 5х5х5мм, 100 штук. На диалэкстриме 100 штук стояли около 15 баксов.
- купил в Москве аксиальные магниты в виде кольца 20х10х3мм 4 штуки.
И таки получилось!
Для изготовления данного полезного девайса необходимо: 90 магнитных кубиков, 2 кольца, доступ к токарному станку, лобзик, 3-х миллиметровая фанера, циакрин, эпоксидка, наждачка, стекло 4мм, свёрла по стеклу (трубочки 4мм с алмазным напылением), мои чертежи, мозг, руки, внимание, ну и ещё всякая подручная мелочь.
Более того, электромагнитная составляющая оказалась НЕ НУЖНА. Если правильно расположить магниты, то трение о стеклянные упоры настолько мало, что смахнув пыль с лопастей - балансировка меняется. No Comments.
В качестве упоров было выбрано стекло потому, что стекло очень гладкое, ровное, твёрдое, его трудно поцарапать. К тому же оно придаёт вещам эстетическую красоту B)
Парочка видео, как оно работает. Лопасти уже, естественно, сбалансированы.
www.youtube.com/watch?v=VSdaqx4HFIc
www.youtube.com/watch?v=RfHCn0Q1d68
Ах да, он ещё не только балансир, но и весы! Достаточно просто ослабить зажим лопастей.
Аналогично сделал адаптер для балансировки лопастей ХР.
Может быть чуть позже я всё-же сделаю электромагнитную составляющую (обкатанные схемы и программы то есть от макета), чтобы стенки убрать и позабавить себя и окружающих… Но это совершенно не нужно, и так точность просто сумасшедшая и не всем нужная.
В результате было изготовлено 2 таких балансира: один в авиамодельный клуб, второй - мне на опыты.
В ходе испытаний нагружали 200 граммовой гирей, провисал почти до конца, но не касался поверхности магнитов. Сказывается природа магнитов - чем ближе, тем сильнее отталкивают.
П.С. во вложенном архиве все необходимые чертежи.
