Детский буксировщик

[DED]

Для МК в открытой проточной воде предельно допустимый ток через обмотки существенно повышается.
В МК на 24В 350Вт повышением напруги до 36В можно получить соответствующее повышение мощности до 500-600Вт без риска его перегрева.
В этом главный плюс водного использования "открытых" МК и бесколлекторников - уменьшение габаритов двигателя, уход от герметичных боксов, уменьшение потерь на редукцию.
Надо сразу закладываться на 36В бортовое питание.
Низковольтное бортовое питание оправдано лишь в случаях использования емких автомобильных свинцовых аккумуляторов и 12В моторов. Особенно для условий зимней эксплуатации. Например, для снегоходов или снежных буксировщиков.
DZM 14Ач/12В отличный вариант для детских зимних покатушек. Не боится морозов и больших долгих токов.
Но для водного/подводного варианта этот аккумулятор тяжеловат.
Переходом на литий удастся  в 2,5 раза сэкономить вес питания. Это вопрос денег и допустимых автором проекта компромиссов.

Еще раз повторю: для серьезных девайсов для рабочей эксплуатации надо забыть про модельные оутранеры. Только для детских  покатушек на малых и легких конструкциях, и модельного творчества. 

[DED]

 dikiu pes, чтобы не нарушать правила форума и не дублировать ответы, по доске для ныряльщика будем писать в https://electrotransport.ru/index.php?topic=27234.0

Чтобы не было путаницы, и чтобы по-напрасну не отвлекать внимание серьезных дайверов переименовал тему на "Детский буксировщик".
Технические решения, которые я предлагаю в теме однозначно не годятся для взрослых буксировщиков и глубоких погружений.
Да и какой это буксировщик из пластиковых бутылок, и микромоторчиков на поясе?


Сегодня нашел фирмочку в Москве (ООО СК "Дубрава"), торгующую трубами ПВХ диаметром 90мм. В ее внутренний диаметр 84мм как родной вписывается модельный моторчик с винтом 79мм.

Как бы и кто бы ни ругал пластиковые бутылки, но это идеальный контейнер для герметичного размещения аккумуляторов.
Снял крышечку и можно заряжать. На фото внутри бутылки с аккумулятором еще нет монтажной пены, обеспечивающей дополнительную прочность контейнеру. Но даже без пены этот контейнер держит любую разумную нагрузку.

Когда контейнер с аккумулятором ставится на борт, то вначале стыкуется разъем, и плотно завинчивается бортовая крышечка с загерметизированными в ней проводками. При этом и разъем тоже оказывается внутри герметичной бутылки.
В бутылочном виде аккумуляторы удобно хранить, и брать с собой на пляж в качестве  быстро сменного источника питания.

[dikiu pes]

DED, моторчики у вас аутранер или инранер? на какое время работы расчитываете с одной бутылкой без замены?
И как управление мотором решили обеспечить? Беспроводное?

[DED]

Тот, который на фото - оутранер на 300Вт. С ним я и проводил все опыты. Приходилось искусственно ограничивать обороты на докавитационных уровнях.
Сейчас жду из Китая аналогичные, на ту же мощность но на меньшие обороты.
При каждом моторчике стоит своя батарея на 4S 16,8В 5Ач в бутылочном футляре. Ее будет хватать всего на час активной развлекухи, но она быстро меняется на заряженную прямо на берегу.
"На борту" два мотора с общей тягой, чуть больше обычного крупновинтового  буксировщика.
Вначале планировал сделать плавную регулировку скорости, но после первых же прогонов на ребенке стало ясно, что это должна быть просто кнопка вкл/выкл (через раз) с заранее выставленной оптимальной скоростью винтов. 
Кнопка будет беспроводная, вернее внутри пластиковой бутылки от нажатия или поворотная. Пока не определился.

Но у меня совершенно нестандартные исходные посылы для проектирования детского мини буксировщика.
На первом плане предельная безопасность и расчет на не всегда адекватного ребенка. В отличие от взрослого, он может что-то забыть, перепутать, запаниковать. Тем более у меня расчет на возрастную группу от 3 до 5 лет в ближайшем сезоне.
Поэтому после долгих согласований на семейных советах выбор остановлен на варианте нагрудного спасательного жилета, на котором крепятся бутылки с аккумуляторами и пара моторов.
Снаряженный вес такого жилета будет в пределах 2,2-2,3кг.
Общая плавучесть должна быть чуть больше положительной, но с "передавливанием" ее тягой моторов при нырянии.
Пока примеряюсь к подходящему варианту детского жилета. Их, как оказалось, бесчисленное множество в продаже.


"Накрученные" жилеты с кучей ремешков и застежек в основном рассчитаны для экстремальных ситуаций и жестких условий - горные реки, скоростные скутера и пр., когда жилет должен выдерживать сильные воздействия, и ребенка можно поймать за специальные дополнительные ремешки. В таких жилетах неудобно просто плавать.
Жилеты для мирных условий, и для длительного пляжного плавания более гладкие и простые, без излишеств. Вот какой-то такой и буду брать.

[dikiu pes]

Очень интересные у вас задумки, а главное подход к реализации!
Если возможно, управление сенсорное в перчатке, посмотрите на жесты детей,  можно на этом  принципе сделать управление. Сенсорные датчики есть в продаже, Китай делает. Только как их коммутировать ? и отдельный процессор управления нужен + прогу писать. В инете можно поискать в англоязычных поисковиках, это уже делалось. Это на гране фантастики.
И еще вариант- детям легче плыть держа вытянутые руки перед собой . У большинства взрослых тоже замечено, держат руки перед собой. Практически готовое решение по управлению_ начал махать руками-аппарат остановился, может 2 перчатки одна с магнитом во второй геркон? Знакомый делал так включение фонаря, магнит зашил в неопрен перчатки на палец, геркон в рукоятке ружья, фонарь на ружье. Работает!

По жилету, подскажу почти готовый вариант, но делается на заказ из неопрена 10-12мм, у вас в городе есть фирма Неопро, пошьют без проблем (сайт их тупит, лучше звонить), мы делали уже у себя с похожими требованиями жилеты на ребенка для плавания, на груди две застежки сделаны потаем в нутри неопрена. Неопрен можно набрать нужной толшины если нет в наличии 12мм , то берем 7мм+5мм.
покупные ни один не подходит, все не то что надо. Неопреновый  жилет как вторая кожа сидит, ребенку комфортно, облегает полностью и не сползает не елозит.  Плавучесть обеспечивает в раене 2кг.
как вы ограничиваете обороты на таких моторчиках? Меньше вольт, больше ток?

[DED]

Про неопрен на заказ пока рано говорить. Тем более у меня несколько малявок близких, но разных размеров - в обтяг для всех не получится.

Ограничение оборотов движка за счет ограничения управляющего ШИМа. Бортовая напруга при ШИМе всегда постоянна, а вот длительность импульсов на обмотки бесколлекторника (средний ток) искусственно ограничивается. Соответственно, ограничиваются обороты.
Или иными словами - выставляю "ограничитель" на ручке газа.

Геркон/магнит я бы не советовал. Уж очень нежно и неустойчиво. Надо всегда плотно и неподвижно держать их рядом.
А уж ребенку постоянно удерживать перед собой сомкнутые руки в динамике не получится никак.

Есть вариант использования датчика наклона. Они очень дешевые и миниатюрные. Продаются, например, в Москве в магазине "Кварц". Реагируют на отклонение от вертикали в некотором угловом секторе. Скажем +/-30град. 
Пока ребенок удерживает вертикальное положение, моторчики выключены. Но как самостоятельно поплыл, то они начинают ему помогать. Захотел остановиться, принял вертикальное положение, и они снова выключились.

Есть еще очень простой вариант (мое НоуХау  ) - использование радиобрелка на руке, предварительно заламинированного  в герметичную пленку. Такие готовые комплекты "МастерКит" продаются любых радиомагазинах. Работают на частоте 433мГц.
В воде у них предельная дальность упадет до пары метров, но больше и не требуется.
Вот тут картинки и ссылку на  брелок iDo 112Kit  с приемником приводил https://electrotransport.ru/index.php?topic=20363.0
Если брелок много кнопочный, то можно еще с руки управлять скоростью, светом и звуковым сигналом буксировщика.

[dikiu pes]

Интересная задумка с беспроводным управлением, можно реализовать и для дядек с набедренными моторчиками. На одну перчатку вывести и управлять большим пальцем. Да это вообще взрыв мозга!
Спасибо за подсказку.
В ютуб полно видео с такими набедренными буксировщиками, но управление у них на поясе чтото нажимают.
-интересно, какие они движки используют?  В ютуб смотрел, похожи на ваш вариант, но кто знает...
детально если разобраться, проще и удобней не придумаеш,чем набедренный вариант. Но он не всегда нужен, полноценный буксировщик не заменит. Конечно , для больших дядек.

[DED]

Там коллекторники с редуктором. Один в один патроха шуруповерта.

В "Спортмастере" прикупил подходящий жилетик. Пара бутылок хорошо закрепятся сзади, пара моторчиков - спереди на животе.
Лямками можно быстро подогнать жилет под комплекции катающихся детенышей в интервале от 3 до 7лет.



Пока идут из поднебесной нужные моторчики, сделаю в теме небольшую паузу. А то совсем остается без внимания еще одно мое детище https://electrotransport.ru/index.php?topic=18507.198

[dikiu pes]

Непонятно, как дети смогут нырнуть с жилетом, плавучесть ведь положительная. Без доп груза и ласт не обойтись.
Сложность отгрузки ещё в том, что у вас изделие на нескольких детей сразу. А отгрузка выполняется индивидуально под пользователя.
Есть смысл в поясе с быстро съёмными грузами. Груза по 500 грамм.
Возможно вы как то придумали решение этой проблемы?
---- немного отклонюсь от темы, так сказать , интерес на завтрашний день.
Почитал в сети по перспективным разработкам, тема рыба- робот. В общем, заинтересовался плавниковым движителем.  Если все сделать правильно, то КПД плавника выше чем у винта. Винт выше 40% не даст. А плавник- в идеале до 100%. 
Ещё, с плавником реализуется принцип скольжения, как у рыб, удар хвоста и скольжение!
Сколько пересмотрел готовых работающих изделий с плавником, продвинулись американцы с своим электро Тунцом.  Вообще жесть, вместо привычного электродвигателя-  электромышцы, из ЭАП. (электро активный полимер).

[DED]

Непонятно, как дети смогут нырнуть с жилетом, плавучесть ведь положительная. Без доп груза и ласт не обойтись.
Сложность отгрузки ещё в том, что у вас изделие на нескольких детей сразу. А отгрузка выполняется индивидуально под пользователя.

У меня внук приучен нырять с двух лет. Правда в пределах глубины в пару метров и верхом на маме.
Лучше и безопаснее для этого буксировщика не придумать.



Сейчас речь веду о надводном буксировщике для возраста 4-7лет на базе жилета. С ним особо не поныряешь. 
Зато может пользоваться любой детеныш, даже на глубине и не умеющий плавать. Плавучесть положительная и с выключенными моторчиками.
После первых проб станет ясно, как дальше развивать девайс. Да и внуки подрастут и попривыкнут к моторам.

[dikiu pes]

Японская разработка, вместо жилета использовался надувной круг.

[DED]

Только что пришла посылка из Сингапура с движками 350Вт.
Приложил к решетке. Как будто специально они заточены друг под друга по посадочным габаритам.
Приладил винт, и все это вставил в  пластиковую трубу 90мм.
Пока все сопрягается идеально.
Как закончу с танкеткой, на следующей неделе загерметизирую плату контроллера, и  буду пробовать все это гонять под водой в ванной.

[TRO]

[user]DED[/user], Мдааа, угол у винта конечно сильный, явно для скоростных моделек.
У меня мысль появилась, всплыла в памяти картинка где на концах больших лопастей (больше похожих на крылья) стояли мелкие пропеллеры для разгона этих самых лопастей, которые уже своей большой площадью но медленным вращением создавали подьемный момент. Не помню где видел, может это был даже мускулолет такой. Может надо и подводный буксир делать по такой схеме. Большой винт размерами с велоколесо, на концах которого малые винты с большими оборотами будут крутить его по кругу. Правда это не совсем детский вариант, и не факт что вообще оптимальный.

[DED]

[user]DED[/user], Мдааа, угол у винта конечно сильный, явно для скоростных моделек.

Совершено верно, винт для скоростных моделей полупогружной. То, что было из доступного нужного размера. Далеко не самый лучший вариант для буксировщика.
Планирую в ближайщей перспективе немного поэкспериментировать с самопальными винтами. Не так страшен черт, как его малюют.
Уже наметил технологию изготовления экспериментальных образцов. Об этом будет подробнее, но  чуть позже.

[DED]

Универсальная концепция компоновки одиночных сборок (аккумулятор, контроллер, мотор в трубе) уже определена.
Под нее сейчас будет шиться пробный чехол. К делу активно подключилась уважаемая Алина https://electrotransport.ru/index.php?topic=24705.90.
Такие сборки можно будет крепить к плавательному жилету, вешать на ноги или на пояс, пристегивать к доске.

А вот с "начинкой" мотор-трубы придется долго и тщательно экспериментировать.
Если внутрь ставить обычный гребной винт, то при выбранном малом диаметре трубы (90мм) придется ограничивать максимальные обороты до докавитационных уровней. Даже если более оптимально подобрать винт (трех лопастной с меньшим шагом), вряд ли  удастся выжать какую-то выдающуюся тягу для данного объема. Но надо пытаться.

Вторым вектором работ будет экспериментирование с водометной компоновкой.
Но тут будет гораздо больше мороки с изготовлением конического винта и выравнивающего канала.
В водометах рабочие винты имеют большое входное сечение и уменьшающееся выходное. За счет этого создается разгон и нужная тяга выходной струи. Должен быть согласованный выравнивающий канал.
Одно хорошо - для этого (водометного) варианта хорошо вписывается внутрь широкой части конусного винта выбранный бесколлекторный 350Вт движек.

[TRO]

Ставте два винта последовательно. Большой с малым углом лопастей, а малый с большим углом, так чтобы на одних и тех же оборотах воды выбрасывало пропорционально. Видел даже буржуинские винты для водометов составного типа, два вита с одинаковым углом атаки сделать все же проще чем один с переменным углом от начала к концу. Только вот было бы из чего винты подбирать.

[DED]

В этих винтах угол атаки постоянен, меняется только диаметр центральной части. Внешний диаметр самого винта тоже постоянен, и соответствует внутреннему диаметру трубы с небольшим зазором.
Я хотел попробовать делать самопальные винты так.
Сделать конус из листовой латуни ~0,5мм со стыковым сварным швом.
В этом конусе сделать три сквозные винтовые  прорези 0,5мм, и в них вставить три рабочие лопасти из такой же листовой латуни. Тоже под сварку.
Широкая часть конуса будет нахлобучиваться на ротор оутранера. То есть, сам оутранер устанавливается внутри широкой центральной части винта.
В итоге, из такого миниатюрного варианта водомета можно будет выжать неплохую тягу.

[DED]

Решил отработку мини водомета отложить на следующий этап развития настоящего девайса.
Пока начну с обычными высокооборотными гребными винтами.

Вначале надо определиться с общим конструктивом мини буксировщика и с общим подходом к его пользованию.
Как и задумывал, буксировщик будет крепиться к плавательному жилету. Вернее это будут по бокам жилета два одинаковых движка, каждый со своим аккумулятором и выключателем.
Вот именно каким быть этому выключателю сейчас меня немного застопорило. Могу его выполнить абсолютно любым по конструкции. Встроенным в чехол, в виде кнопки на коротком проводе, радиобрелком ДУ на руке, и т.д.  Главное, чтоб было удобно и просто пользоваться.
Регулировки скорости моторов не будет. Скорость винтов заранее будет выбрана оптимальной и фиксированной, и моторы будут просто включаться и выключаться.

Как и задумал, буксировщик будет в шитых чехлах из водостойкой материи. Аккумулятор в герметичной пластиковой бутылке будет вставляться в свой отсет. Мотор с винтом будет вставляться в тот же чехол, и закрыт защитными сетками.
Чехлы, благодаря мастерству нашей замечательной Алины, прославившей наш сайт своими разнообразными чехлами для аккумуляторв электровелов, получились выше всяких похвал. Не стыдно показаться на пляже - аккуратные, крепкие, обтекаемые, без травмирующих углов. Большое спасибо ей!