Желательно выбирать машинку с инерционным двигателем, в этом случае проблема с редуктором привода заднего моста существенно упрощается. Модель выбираемого автомобиля полностью зависит от вкуса конструктора, а вот его размеры должны обеспечить возможность установки на игрушке достаточно емкого аккумулятора.
В нашем случае выберем необслуживаемый герметичный свинцовый аккумулятор китайского производства типа LEOCH DJW12-1,3, напряжением 12 В и емкостью 1,3 А/ч. Такой аккумулятор обеспечит непрерывную работу модели в течение 1,5–2 часов. Срок службы аккумулятора 5 лет. Габаритные размеры 97x43x53 мм, вес — 0,6 кг. Внешний вид приведен на рис. 8.1. Аккумулятор имеет достаточно высокие характеристики и приемлемую стоимость.
Рис. 8.1. Аккумулятор
Далее для примера рассмотрим модификацию автомобиля, представленного на рис. 8.2. Габаритные размеры модели 280x105x105 мм.
Рис. 8.2. Внешний вид модели
Доработке подлежит только шасси модели, исходный вид которого приведен на рис. 8.3. Переднюю подвеску необходимо переделать полностью, а вот задний мост нуждается лишь в замене маховика инерционного двигателя на электродвигатель. В первую очередь шасси нужно укрепить. Для этого из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм лобзиком выпиливается пластина по контуру днища автомобиля.
Рис. 8.3. Днище модели до переделки
Процесс будет идти быстрее, если пользоваться пилочками по дереву, а не по металлу, но хорошего качества. Ребра жесткости, имеющиеся на днище, аккуратно, чтобы не допустить образования трещин, срезаются ножом. Размеры пластины здесь не приводятся, так как ее конфигурация полностью определяется выбранной моделью. Результат усовершенствования днища показан на рис. 8.4. В носовой части видны вырезы под передние колеса, а также кронштейн (две втулки № 1) для крепления передней подвески. Подробнее об этой конструкции будет рассказано в разделе 8.3.
Рис. 8.4. Результат модернизации днища
Далее необходимо выбрать основной двигатель, который будет приводить модель в движение. Для определения требуемой мощности двигателя можно воспользоваться формулой, приведенной в [19]:
N = F∙V/100∙η,
где N — мощность двигателя (Вт); F — сила сопротивления движению (Н); V — скорость движения модели (см/с); η — КПД редуктора.
Силу сопротивления вычисляют по формуле
F = 9,8∙Р∙k.
Здесь Р — вес модели в кг, k — коэффициент сопротивления.
Последняя величина зависит от типа дороги. Для гладкой поверхности (стол, пол) коэффициент можно взять равным 0,04, а для неровной (земля, глина) — 0,1 [19]. Взвесив модель вместе с аккумулятором и добавив ориентировочный вес двигателя и плат с электроникой, получаем F примерно 10 Н.
Редуктор модели будет использован от инерционного двигателя, в котором применены пластмассовые шестерни с малым коэффициентом трения. Его КПД можно принять равным 0,7–0,8.
Скорость можно задать любую, но обычно выбирают такую, при которой модель за одну секунду проходит 0,5–1,5 своей длины. При длине выбранной модели 30 см для движения по грунту получаем минимальную требуемую мощность двигателя V = 0,4 Вт.
Эта величина совместно с выбранным напряжением источника питания (12 В) и кладется в основу выбора двигателя. Во всяком случае, не рекомендуется использовать простейшие двигатели от игрушек. У них слишком мал КПД и очень несовершенен коллектор, являющийся мощным источником помех для борговой аппаратуры.
Подойдут двигатели от лентопротяжных механизмов кассетных магнитофонов, они обычно имеют мощность 0,5–1,1 Вт и напряжение питания 9—12 В. Очень хорош двигатель заправки кассеты от видеомагнитофонов. Его легко можно приобрести в магазинах по продаже запчастей к бытовой электронике, причем встречаются как отечественные, так и импортные варианты исполнения.
На нем в рассматриваемом примере и остановимся. Еще лучше двигатели серий ДПМ и ДПР, но они значительно дороже. Основные характеристики последних двух типов приведены в приложении 2. Если все-таки удалось раздобыть такой двигатель но он оказался рассчитан на напряжение 27 В, можно изготовить достаточно компактный преобразователь напряжения по схеме приведенной в разделе 9.1. Внешний вид указанных двигателя приведен на рис. 8.5.