Экспериментальные модели

Необычные конструкторские идеи колес, которые может когда то превратятся в жизнь. Прочитав эту статью можно самому изготовить пружиноход, ползоход или лучеколесник – пескоход. Экспериментируете, и может у вас получится разработать колесо будущего собственной конструкции!

Что лучше обычного колеса?
Есть довольно интересные конструкторские находки. И хотя многие из них не нашли пока массового применения в практике, кто знает, может быть, именно они лягут в основу машин будущего.

Вот, например, оригинальное пружинное колесо (рис. 10), которым вполне можно оснастить модель небольшого планетохода. Отметим два его главных достоинства: пружинные колеса, кроме своего основного предназначения, играют роль амортизаторов (пружины воспринимают и гасят вибрацию, вызванную неровностями почвы), а сам движитель легко демонтируется — достаточно снять с ведущей звездочки надетые на ее лучи пружины.

О том, как изготовить модель вездехода-пружинохода, мы рассказывать не будем — она может быть и покупной. Остановимся только на движителе. Для его сборки понадобятся 24 витые пружины и 4 звездочки. Сделать звездочки 2 можно, выпилив их из дюралюминия толщиной  2  мм, фольгированного  гетинакса или стеклотекстолита, после чего просверлить в них отверстия под оси или валы редукторов, скажем Р-1. Чтобы выпиливать звездочки было легче, после разметки заготовки просверлите на ней отверстия 2а.

Теперь для каждой звездочки сделайте по 6 пружин из стальной проволоки толщиной 1 —1,3 мм. Длина каждой пружины 90 мм. Тут понадобится несложное приспособление в виде рукоятки 1 диаметром 4,5 мм из металлического прутка. На конце его выполните поперечный пропил, в него при навинчивании пружины будет вставляться конец проволоки.

Закрепите рукоятку между деревянными брусками 3 и 4, зажатыми в тиски. Вставьте в пропил рукоятки проволоку и начните вращать рукоятку—проволока наматывается на пруток, образуя пружину 6. На внутренней поверхности деревянных брусков при этом образуется своеобразная винтовая нарезка, так что, сделав несколько оборотов, нужно покрепче зажать тиски и так постепенно довести навивку пружины до конца. Два гвоздя на верхней грани бруска 4 направляют проволоку к надрезу оправки.

Готовую пружину осторожно освободите из тисков, обрежьте до нужного размера и наденьте на ведущую звездочку.

А теперь познакомьтесь с еще одной конструкцией колеса, специально разработанного для машины, передвигающейся по сыпучим пескам или глубокому снегу. На своем опыте вы, наверное, убедились, как сильно увязают ноги и как трудно становится идти, едва только заканчивается твердый грунт. Для передвижения по такому ландшафту  на  машины  ставят  колеса большого  диаметра,  при  помощи специальных  регуляторов давление в шинах уменьшают.

Но дело не только в том, чтобы колесо не проваливалось в снег или песок, но и в том, чтобы легко и просто само извлекалось оттуда. Ведь обыкновенное колесо потому и буксует на песчаном грунте, что при определенной глубине погружения оно уже не способно выскочить из него.

И вот здесь, в поисках конструкции самоизвлекающегося колеса ученые обратились к опыту живой природы. Они обратили внимание на то, что крабы, которые отлично бегают по песку, имеют не расширенные, а заостренные на концах лапы, такие же, как и у некоторых насекомых,  обитающих  среди  песков.

А что, если по этому же принципу попробовать изготовить модель вездехода для передвижения по песчаным   барханам?   Может   быть, этот  эксперимент  в  какой-то  степени  поможет  разработке  новых, перспективных  видов  движителей?

 В качестве основы для корпуса используйте  полистироловую  сувенирную коробку или коробку, склеенную  из  картона  толщиной  1  мм (рис.  11). Внутри  нее  установите привод из двух микродвигателей и редукторов Р-1, соединенных простейшей передачей, состоящей из надетых на валы каждого двигателя и редуктора шкивов и перекинутой  через  них  резиновой ленты.

Главным опорным элементом ходовой части модели служат тонкие металлические спицы для  вязания, пропущенные через ступицу колеса, роль которой на нашей модели выполняют  четыре  пробки  большого диаметра.

С учетом использования корпуса коробки длина  спиц,  пропущенных насквозь  через  ступицы,  должна составлять  примерно  130...140  мм, причем через каждую ступицу следует  пропустить  не  более  четырех спиц.  Чтобы  они  не  мешали  свободному вращению колеса на оси, пробку ими протыкают лишь после того, как сквозь нее будет продета ось, сделать которую можно также из спицы или более толстого гвоздя, имеющего  шляпку,  которая  будет служить ограничителем. Такой  же гвоздь, подходящий по диаметру к отверстию в вале редуктора, выполняет роль оси и для задних, ведущих  колес.  Чтобы  пробки  на  них не проворачивались, их приклеивают. А вот передние колеса должны вращаться свободно, поэтому приклеивать их на оси не нужно. Продумайте и  крепление  осей  передних  колес внутри  корпуса — эта  задача  вам вполне по силам. Теперь можно приступать к отделке модели.

Хорошие фары, кабину и другие декоративные части корпуса можно взять  от  поломавшихся  игрушек либо изготовить их из прозрачных шаров-упаковок  для  таблеток  или из  другого  подручного  материала. Корпус окрасьте яркой нитроэмалью, а в том случае, если он сделан из картона,— масляными красками или даже гуашью.
Схема управления сложностью не отличается и вполне по силам каждому, кто хотя бы раз держал в руках электропаяльник. Но можно обойтись и без него, собрав для каждого  из  двигателей   систему управления из металлических и пластмассовых деталей детских конструкторов так, как это показано на нашем рисунке.

А теперь от вездеходов для песков (пустынь) перейдем к машинам для такого района  земного  шара, как  Антарктида.  Где  еще  можно найти столько тяжелых природных условий, собранных воедино? И все-таки люди все шире осваивают этот скованный  ледовым  панцирем  материк.  Но  машины,  даже  самые, казалось  бы,  приспособленные  из них, пока далеко не всегда выдерживают  единоборство  с  суровой ледяной стихией. Затруднено передвижение и гусеничных вездеходов. Выход  из  этого  положения  был подсказан опять-таки живой природой. Вспомните, как передвигается, например,  обыкновенная  черепаха. На ровной, твердой поверхности она шагает, вынося вперед одновременно попарно переднюю и заднюю лапы. Но вот ей надо преодолеть пространство, покрытое песком. По такой поверхности шагать трудно. Тогда черепаха ложится на брюхо, выносит вперед все четыре лапы и, приподнимаясь на них, скользит по песку. Затем она опять ложится на брюхо и весь цикл движения повторяется.

Вездеход - ползоход

На основе этого выбранного животным наиболее экономичного способа передвижения и сконструирован показанный на рисунке 12 вездеход-ползоход. Для его изготовления понадобится полистироловая мыльница, микроэлектродвигатель и два редуктора Р-1.

Приступая к сборке модели, вначале наденьте на вал двигателя маленькую ведущую шестеренку. Не беда, если ее посадочное отверстие больше диаметра вала. Диаметр нетрудно увеличить, прижав к быстро вращающемуся валу кусочек полистирола (например, от линейки) ребром. От трения он быстро расплавится и покроет вал ровным слоем, который при необходимости можно обточить надфилем.

На вал одного из редукторов Р-1 наденьте большую шестеренку (прямую или тарельчатую) — она станет ведомой. Поместив редукторы в мыльницу, соедините их валы резиновой или пластмассовой трубочкой. Затем редукторы прикрепите к донышку с помощью клея или электровыжигателя. При необходимости в боковых стенках мыльницы сделайте вырезы под валы, установив двигатель так, чтобы зубья шестерен передачи вошли в зацепление, вращались свободно и не имели переносов.

Ходовые опоры движителя выпилите  из  полистирола  или  фанеры. На одном конце опоры просверлите отверстие под вал редуктора, а на другом укрепите опорный элемент, которому можно придать различную форму, например колеса с грунто-зацепами.

Электромотор модели питается от плоской батарейки. С помощью трехпозиционного переключателя, установленного на блоке питания вне модели, можно реверсировать вращение вала двигателя, изменяя направление движения модели. Декоративными элементами модели могут быть кабина, фары, локатор, нарисованные на корпусе иллюминаторы.