Кулачковая опора для шагающего механизма П.Л. Чебышева

Содержание

Слайд 2

Кулачковая опора для шагающего механизма П.Л.Чебышева Васильева Анастасия Андреевна, 7 класс,

Кулачковая опора для шагающего механизма П.Л.Чебышева

Васильева Анастасия Андреевна,
7 класс, кружок «Юный

физик – умелые руки», Гимназия №5,
город Королёв (мкр. Юбилейный), Московская область, cfmo.ucoz.ru

Научный руководитель
Дроботов Виктор Борисович,
Московский авиационный институт (НИУ), заместитель декана факультета «Прикладная математика и физика»

Благодарность!
Работа выполнена при поддержке Благотворительного фонда «Образование+» и Московского авиационного института (НИУ)

Слайд 3

Решаемая проблема – экологичность движения, транспорт для Севера Техническая задача –

Решаемая проблема – экологичность движения, транспорт для Севера

Техническая задача – создать

шагающий транспорт

Реальная обстановка:
проекты есть, но шагоходов нет

Почему нет шагоходов?

Изучаю только одну причину

Одна из технических трудностей – классическая конфигурация шагохода

Слайд 4

Анализ литературы П.Л.Чебышев, 1895 Н.Н.Андреев «Математические этюды» Все фотографии без ссылок

Анализ литературы

П.Л.Чебышев, 1895

Н.Н.Андреев
«Математические этюды»

Все фотографии без ссылок взяты из архива нашего

дружного кружка «Юный физик – умелые руки» с сайта cfmo.ucoz.ru (Архив событий), разрешение руководителя кружка получено

Музей истории Санкт-Петербургского государственного университета в Здании Двенадцати коллегий на Университетской набережной

Шагоход П.Л.Чебышева

Математический институт им. В.А.Стеклова

Слайд 5

Анализ литературы Пять шагоходов изготовлены в нашем дружном кружке «Юный физик

Анализ литературы

Пять шагоходов изготовлены в нашем дружном кружке «Юный физик –

умелые руки»

«Комар» (SIEMENS)

«Лыжник» (МФТИ, МАИ)

«Таракан» (TEDx)

«Цапля» (МАКС-2015, Госдума РФ)

«Жака» (грант УМНИК-РАН 500.000 руб.)

А.А.Скворцова (НИУ МАИ),
Э.Д.Папиашвили (РУДН)

Слайд 6

Анализ литературы В.С.Жукова (НИУ МГТУ им. Н.Э.Баумана) Шагающее колесо

Анализ литературы

В.С.Жукова
(НИУ МГТУ им. Н.Э.Баумана)

Шагающее колесо

Слайд 7

Частная техническая задача - перенос шагающей траектории опорной точки Внизу -

Частная техническая задача -
перенос шагающей траектории опорной точки

Внизу - нормально

Вверху –

плохо

Как перенести траекторию?

Актуальность работы. Не создано шагающих механизмов с нижним расположением траектории.

Слайд 8

Итог анализа литературы: три способа переноса шагающей траектории П.Л.Чебышев (1895) А.А.Скворцова

Итог анализа литературы:
три способа переноса шагающей траектории

П.Л.Чебышев (1895)

А.А.Скворцова
(патент на изобретение)

В.С.Жукова
(патент на

изобретение)

Шатуны-опоры

Двойной параллелограмм П.Л.Чебышева

Роторная схема,
переворот траектории

Патент RU 2712370

Патент RU 2734175

Слайд 9

Новое техническое предложение Переворачивать нельзя Ноги и опора должны быть внизу Можно дополнить и обрезать

Новое техническое предложение

Переворачивать нельзя

Ноги и опора должны быть внизу

Можно дополнить и

обрезать
Слайд 10

Первый шаг Новая деталь – круг-шатун-опора Волшебная рабочая точка Е

Первый шаг

Новая деталь – круг-шатун-опора

Волшебная рабочая точка Е

Слайд 11

Второй шаг Обрезаем лишнее

Второй шаг

Обрезаем лишнее

Слайд 12

Третий шаг Принципиально новое решение – обрезаем шатун вместе с бывшей опорной рабочей точкой

Третий шаг

Принципиально новое решение – обрезаем шатун вместе с бывшей опорной

рабочей точкой
Слайд 13

Сначала был собран макет одного механизма Жукова В.С. – автор и

Сначала был собран макет одного механизма

Жукова В.С. – автор и патентообладатель

(RU 2734175)
Федоров А.С. – собирал в кружке другой механизм

Главная идея.
1. Новый шатун-круг-опора.
2. Сохранение основы – лямбдаобразного механизма П.Л.Чебышева.
3. Дополнение известного шарнирно-рычажного механизма кулачком.
4. Работа нового элемента-кулачка как опоры.

Слайд 14

Технология отработана, но перебирать пришлось много раз В кружке накоплен опыт

Технология отработана, но перебирать пришлось много раз

В кружке накоплен опыт работы

с велосипедными деталями, дюралюминиевыми профилями и электродвигателем от стеклоподъёмника ВАЗ, основной станок - сверлильный
Слайд 15

Два механизма П.Л.Чебышева на одном кривошипе (П.Л.Чебышев, А.А.Скворцова, Э.Д.Папиашвили, В.С.Жукова) Принципиальная

Два механизма П.Л.Чебышева на одном кривошипе (П.Л.Чебышев, А.А.Скворцова, Э.Д.Папиашвили, В.С.Жукова)

Принципиальная новизна

– шатуны сверху обрезаны, с снизу удлинены для крепления кулачковых опор

Схема из патента RU 2734175 В.С.Жуковой

Шагоход «Лыжник» А.А.Скворцовой и Э.Д.Папиашвили

Слайд 16

Автономные испытания первой кулачковой опоры Машина на стапеле, опора «гладит» поверхность, гипотеза подтвердилась

Автономные испытания первой кулачковой опоры

Машина на стапеле, опора «гладит» поверхность, гипотеза

подтвердилась
Слайд 17

Общий вид шагохода с четырьмя кулачковыми опорами (развёрнуты на противофазу)

Общий вид шагохода с четырьмя кулачковыми опорами (развёрнуты на противофазу)

Слайд 18

Автономное испытание четырёх кулачковых опор (циклограмма шага «одной ногой») Цель автономного

Автономное испытание четырёх кулачковых опор (циклограмма шага «одной ногой»)

Цель автономного испытания

– проверить плавность работы кулачковой опоры
Слайд 19

Очередная задача – циклограмма работы опор Восемь рабочих кулачковых опор, две

Очередная задача – циклограмма работы опор

Восемь рабочих кулачковых опор, две запасные
(фанера

6 мм, ручной лобзик)

Простейшая циклограмма – чередование работы четырёх опор
(сдвиг по фазе 180 градусов)