Prevenire le perdite negli alberi motore per i robot subacquei

Ogni volta che costruiamo un robot acquatico, dobbiamo sempre fare attenzione a prevenire perdite, per ovvi motivi. Ora, i fori per i fili possono essere facilmente impermeabili - ma per quanto riguarda i motori? Possiamo facilmente sigillare l'involucro in posizione (e riempire eventuali fori nell'involucro), ma la parte in cui l'asse incontra l'alloggiamento rimane ancora non protetta.

L'acqua che fuoriesce nel motore è ancora piuttosto male. Dubito che ci sia un modo per sigillare correttamente quest'area, dal momento che qualsiasi guarnizione solida non lascerà muovere l'asse, e alla fine qualsiasi guarnizione liquida (o qualcosa di simile al grasso) si staccherà.

Stavo pensando di mettere un secondo involucro attorno al motore, forse con un orifizio di gomma personalizzato per l'albero. Qualcosa di simile (perdona il cattivo disegno, non abituato a GIMP):

Ciò probabilmente arresterebbe la perdita, ma ridurrebbe significativamente la coppia / i giri / minuto tramite attrito.

Quindi, come si fa a evitare che l'acqua penetri nel motore senza influire in modo significativo sulle prestazioni del motore?

(Per chiarire, non voglio comprare un motore subacqueo speciale, preferirei un modo per rendere i miei motori a tenuta stagna)

Non sono sicuro che un "aquabot" sia un veicolo completamente sommergibile o di superficie.

Se è un veicolo di superficie, allora devi solo guardare le barche RC. Hanno risolto abbastanza bene.

Il sigillo che impedisce all'acqua di entrare nella barca è chiamato un premistoppa (4 nello schema). È semplicemente un tubo pieno di grasso. Il grasso impedisce all'acqua di fuoriuscire nella barca tra il tubo e l'albero dell'elica. Di solito c'è uno spazio di circa 1 mm tra l'albero e l'interno del tubo, in modo che possa contenere molto grasso. Le estremità del tubo sono dotate di boccole allentate che difficilmente contribuiscono ad alcun attrito, ma impediscono la fuoriuscita del grasso.

Questo probabilmente funzionerà bene anche per veicoli completamente sommergibili, purché non scendano troppo in profondità. Man mano che vai più in profondità, la pressione inizierà a forzare l'acqua nel tubo, spingendo fuori il grasso e alla fine lasciando entrare l'acqua nella barca.

Un modo per combattere questo è semplicemente respingere. Aumenta la pressione dell'aria all'altra estremità del premistoppa in modo che le cose rimangano in equilibrio. Un modo per farlo è racchiudere il motore e l'estremità interna del tubo all'interno di una piccola scatola sigillata. Utilizzare una piccola pompa per pressurizzare la scatola in modo che corrisponda alla pressione dell'acqua.

In alternativa, perché non lasciare che l'acqua faccia il lavoro per te? Sigillare il motore all'interno di una camera d'aria di gomma e alloggiarlo all'esterno della barca. La pressione dell'acqua comprime la vescica in modo che la pressione dell'aria interna corrisponda sempre perfettamente alla pressione esterna.

Il mio ultimo suggerimento è simile a quello di Mark Booth . Perché non costruire un motore che può attraversare lo scafo del veicolo. Metti i magneti del motore all'esterno e mantieni gli avvolgimenti all'interno dove è asciutto. Quello che realizzerai qui è fondamentalmente un motore Brushless:

Potresti forse trasformarlo in qualcosa di simile a un fan intubato.

Potresti voler prendere in considerazione un'unità accoppiata magneticamente . Utilizzare un motore standard con un accoppiamento magnetico per trasmettere la coppia all'elica.

Ciò consentirebbe al tuo motore di essere completamente sigillato all'interno del tuo veicolo:

^{Da Eric Stackpole s' articolo di cui sopra. Immagine utilizzata senza autorizzazione, ma con attribuzione.}

Questa soluzione può o non può essere adatta, tuttavia, a seconda della coppia che è necessario trasmettere, ma per l'uso in acque libere ha il netto vantaggio che è limitata dalla coppia. In altre parole, se l'elica si inceppa e sono state selezionate le coppie motore e coppia adatte, allora il giunto scivolerà prima che il motore si bruci.

Mi piace particolarmente la soluzione Erics in quanto trasmette simultaneamente coppia all'elica, centra l'elica sull'albero e centra l'elica lungo l'albero. Un elegante pezzo di design che risolve diversi problemi contemporaneamente.

Se stai cercando un modo molto economico per farlo (come in, budget educativo a buon mercato), dai un'occhiata al manuale di costruzione del Sea Perch ROV .

Informativa completa, lavoravo nel laboratorio del MIT che dirige questo programma educativo.

A pagina 9 di quel PDF inizia a parlare di come impermeabilizzare un motore per hobby con un contenitore per film e cera per water. L'intero alloggiamento rimane immerso e in alcuni casi l'abbiamo portato a una profondità di 20 o 30 piedi.

La build è in realtà piuttosto semplice; aiutiamo molti ragazzi delle scuole medie e superiori a realizzarli e non ricordo un incidente in cui il sigillo si è rivelato inaffidabile.

Perdite di tutte le guarnizioni. Se si è in grado di racchiudere il motore in modo che l'albero sia l'unico punto di uscita, riempire il motore con un olio non conduttivo a bassa viscosità come l'olio minerale. Ciò riduce notevolmente la differenza di pressione attraverso la tenuta.

Prendilo per quello che vale, ero accanto allo stand OpenROV alla Maker Faire e la loro risposta è stata "lascialo perdere e asciugalo più tardi". Dissero di essere sorpresi che l'acqua che entrava nel motore non causasse problemi per loro.

'ovviamente non l'ho provato io stesso e potrei averli confusi - o forse non è ancora fallito per loro :-)

Potrebbe essere utile iniziare con motori economici e vedere se la tua esperienza corrisponde alla loro ...

Su una delle mie barche telecomandate, ho usato questo disegno ...

I dischi blu sono volani. Sono attaccati alle aste verdi che sono agganciate su entrambi i lati di una membrana flessibile e impermeabile. La membrana è fissata su entrambi i lati dell'involucro in modo da trasmettere il movimento, ma non lascia passare l'acqua.

Ho trovato tutti i suggerimenti negli altri post. Non capisco perché le persone stiano suggerendo soluzioni complesse e costose che non sono neppure possibili.

Una tenuta meccanica è la risposta più semplice per sigillare il motore o renderlo di IP 68. Possiamo usare questo motore a una profondità di 20 m in acqua di mare.

La costruzione è come una fossa bagnata.

Tali tipi di motori vengono utilizzati nelle pompe sommergibili per acque luride che funzionano fino a 20 m di profondità in acqua.

Anche il costo di tale sigillo è molto basso.

Capisco esattamente di cosa stai parlando. Sto sviluppando il mio ROV che avrà un sistema di binari e strisciare sul fondo del mare. Se posso suggerire di posizionare il motore in un punto più alto del ROV con la trasmissione ad ingranaggi vicino al fondo, è possibile installare un sistema ad aria pressurizzata che consentirà all'aria di entrare nella camera man mano che il ROV diventa più profondo. Pensalo come una tazza del water, tranne per il fatto che lascia entrare l'aria quando il livello dell'acqua aumenta. Ho pensato a questo stesso problema e questo è quello che ho escogitato. Usando una cartuccia di CO2 di un fucile ad aria compressa e una valvola di pressurizzazione fatta in casa (idea dal water) più profonda va, più aria comprime permettendo all'acqua di entrare nella camera. Con la valvola installata, introduce più aria, mantenendo l'acqua lontano dal motore elettrico.

I motori DC semplici installati nel mio robot subacqueo sono ancora in funzione (con un po 'più di rumore), da un anno, senza QUALSIASI sigillo.

La tensione di 12V non è così grande, quindi anche se i terminali di alimentazione sono immersi in acqua, l'acqua non condurrà molta corrente attraverso se stessa, a meno che non sia salata.

Poiché la corrente scorre attraverso il percorso della resistenza minima possibile, la maggior parte della corrente continuerà a passare attraverso gli avvolgimenti del motore, tuttavia la presenza di acqua provoca ruggine che danneggerà le spazzole del motore e quindi più rumore e attrito.

Per espandere la risposta Tracked-ROV / water-bowl, lo stesso potrebbe essere ottenuto senza la complessità della cartuccia del fucile ad aria compressa, se il motore è posizionato abbastanza in alto nella camera: quando l'acqua entra, comprime l'aria intrappolata sopra, a seconda sull'altezza della camera, la profondità del ROV (e la densità del fluido), ad un certo punto le pressioni si equalizzeranno e impediranno un ulteriore ingresso del fluido.

Volevo creare una pompa ad acqua sommersa come parte del progetto scientifico scolastico. Ho davvero avuto difficoltà a realizzare un normale motore a corrente continua e il suo albero nel rendere impermeabile. ho fallito miseramente. Più tardi mi è venuta un'idea. Ho rimosso l'albero e i magneti dal motore. ho rimosso la bobina e il magnete attaccato all'albero. utilizzare un piccolo pezzo di tubo in pvc e arrotolarlo. mantenere l'albero all'interno del tubo in pvc a spirale. Ora quando si passa corrente alternata nella bobina l'albero ruoterà. Quindi ora non è necessario impermeabilizzare l'albero rotante ma i fori del filo nel muro sono molto facili.

Ora le bobine sono impermeabili e l'albero non ha bobine e circuiti elettrici da cortocircuitare. solo campo magnetico sott'acqua.