Игрушка: маневровый тепловоз для набора железной дороги PIKO
В магазинах игрушек для детей есть замечательные наборы железных дорог от фирмы PIKO, ROCO, MEHANO (масштаб HO, колея 16.5 мм). Выглядят красиво, бегают шустро, питание локомотиву у такой железной дороги подается через рельсы, но цена у них совсем не детская. Если у вас «завалялся» в чулане или вы купили ребенку стартовый набор (обычно в него входит локомотив/паровоз, 1-2 вагона и рельсовый «круг») и хотите докупить «транспорт» (локомотив, вагоны), то он обойдется вам, что называется, «в копеечку»…
Но у самодельщиков (и им сочувствующим) всегда есть выход: сделать нужный транспорт своими руками. Благо, современные технологии позволяют это сделать достаточно быстро. И свой досуг займете и детей заинтересуете.
Общее описание самоделки
Особенностью создания игрушек для железной дороги является то, что у дороги есть свои ограничения и стандарты. Значит, чтобы игрушка вписалась в эти требования, необходимо их учесть. А именно:
— размеры (масштаб) элементов подвижного состава;
— механизм движения (колеса, рельсы);
— способ подачи питания локомотиву;
— вес локомотива и вагонов;
— соединение (сцепка).
Для пробы и обкатки технологии изготовления был спроектирован прототип маневрового тепловоза, по габаритам и колее совместимый с набором, который есть в наличии (железная дорога от фирмы PIKO).
Самодельная игрушка представляет собой укороченный тепловоз на четырех колесах и имеет совместимый с набором ж/д механизм соединения (сцепки). Работает модель на электромоторчике. Питание электромотор, как и оригинальный поезд из набора, получает от рельсов через колеса: таким образом модель может управляться (осуществлять движение вперед/назад, менять скорость) со штатного пульта игрового набора.
Для пробы и обкатки технологии был спроектирован прототип маневрового тепловоза, по габаритам и колее совместимый с набором, который есть в наличии (ж/д PIKO).
Самодельная игрушка представляет собой укороченный тепловоз на четырех колесах и имеет совместимый с набором ж/д механизм соединения (сцепки). Работает модель на электромоторчике. Питание электромотор, как и оригинальный поезд из набора, получает от рельсов через колеса: таким образом модель может управляться (осуществлять движение вперед/назад, менять скорость) со штатного пульта игрового набора.
Итак, засучиваем рукава! Собираем детей, заинтересовываем их заманчивыми перспективами сделать целое ДЕПО своими руками.
Материалы и инструменты:
Для создания простого локомотива нам понадобятся (ссылки приведены исключительно для информации о материалах):
— 3D принтер с пластиком (тип и цвет любой – на Ваш вкус, я использовал черный, желтый и серый);
— болтики М2 (6-10мм) штук 8;
— отвертка под болтики;
— сверло на 1.8 и 2 мм, ручная дрель;
— кусачки;
— наждачная бумага;
— канцелярский скотч;
— прозрачная плотная упаковочная пленка (например, от торта или коробки конфет);
— пара канцелярских скрепок;
— электромоторчик для игрушек – 1 шт.;
— червячные шестерни — 2 шт;
— шестерня 18 зубцов — 182A – 2 шт; («червяки» и шестерни можно найти сразу в наборе, чтобы не покупать по 10 шт.)
— медная проволока d=1-1.5м длиной 200-250 мм;
— латунные контакты или тонкая упругая стальная проволока для токосъемников;
— алюминиевая трубка d=14мм (у меня в наличии была 14мм, но можно взять и 12 и 10мм, только нужно отмасштабировать колеса при печати);
— металлическая спица или 2 гвоздя (40мм) d=2мм для осей колес;
— трубкорез или другой инструмент для резки алюминиевой трубки;
— паяльник, припой;
— макетная плата;
— соединительные тонкие провода.
Порядок сборки
Для создания игрушки необходимо:
— распечатать на 3D принтере детали локомотива;
— смонтировать электронные компоненты;
— собрать игрушку.
Локомотив собирается без клея.
Итак, все по порядку…
Шаг первый: печать деталей корпуса
Детали печатаются в следующем порядке:
— колеса;
— основание локомотива;
— буфера (4 шт.);
— нижняя часть кабины и отсека двигателя;
— верхняя часть кабины и отсека двигателя;
— охлаждающий вентилятор в виде квадратной вставки;
— крыша кабины.
Тележка печатается на шаге 3.
Детали в формате для печати на 3D-принтере можно скачать здесь: stl_files.rar [415.92 Kb] (скачиваний: 21) .
После печати необходимо расширить сверлом 1.8 мм отверстия, в которые вкручиваются болтики. Отверстия, в которые болтики и буфера вставляются, необходимо расширить сверлом 2 мм, так как они могут затянуться из-за усадки пластика.
Дефекты печати необходимо устранить мелкой наждачной бумагой. В отдельных случаях может понадобиться плоский надфиль, например, для обработки внутренней стороны окон кабины.
По бокам кабины нужно установить поручни – справа и слева от дверей. Поручни делаются из скрепки, которая сгибается буквой П. Ножки буквы П должны иметь высоту 2 мм, а ширина верхней перекладины должна быть равна вертикальному расстоянию межу отверстиями справа и слева двери кабины. При необходимости отверстия можно развальцевать шилом. Поручни должны плотно войти в пластик.
Для выделения контуров деталей корпуса можно черным тонким линером пройтись по контурам дверей, вентиляционных отверстий и т.д.
Таким образом мы получили почти все детали конструктора для сборки локомотива.
Шаг второй: сборка колесных пар
Колесные пары собираются в следующем порядке:
— отрезать от трубки 4 кольца одинаковой толщины 2.5-3 мм. Вместо алюминия можно взять трубку из другого токопроводящего материала. Важно точно и аккуратно отрезать одинаковые кольца;
— края колец обработать надфилем или наждачной бумагой;
— аккуратно и плотно надеть кольца на колесные диски;
— сверлом 1.8 мм расширить центральные отверстия в дисках;
— кусачками отрезать от спицы или гвоздя две оси длиной 25 мм. Концы осей следует обработать наждачной бумагой;
— ось аккуратно вставить в отверстие диска и впрессовать ее – ось должна плотно войти в диск;
— плотно надеть на ось шестеренку и отцентровать ее по длине оси;
— надеть второе колесо на другой конец оси и выровнять расстояние между колесами так, чтобы они становились на рельсы и свободно по ним катались.
Шаг третий: печать и сборка тележки
Тележка печатается без поддержек. Желательно, чтобы пластик был немного гибкий, иначе придется надфилем немного подточить пазы, в которые вставляются оси колес.
Когда тележка будет напечатана, необходимо обработать края и грани детали для устранения дефектов печати.
Далее делаем с двух сторон тележки сцепку.
От скрепки или тонкого гвоздя откусываем шпильку 9-10 мм, которую затем плотно вставляем сбоку в основание сцепки.
Далее из скрепки формируем подковообразный захват, концы которого образуют кольца. Захват надевается на шпильку так, чтобы он мог свободно вращаться.
После сборки сцепки можно в соответствующие пазы тележки установить колесные пары, они тоже должны свободно вращаться. Если отверстия окажутся малы, то их необходимо расширить надфилем.
Токосъемники для съема с колес электричества делаются из медной проволоки и упругой проволоки или латунных пластин (у меня в наличии оказался кусок стального тросика, из которого я вынул 2 нити). В качестве соединителя токосъемников используются части, отрезанные от стандартной макетной платы размером 3х6 отверстий. Медная проволока припаивается к кусочкам макетной платы, вырезанным так, чтобы нижняя часть плотно входила по бокам в корпус тележки.
В нижней части соединителя просверливается отверстие, совпадающее с ответным отверстием в торце тележки. Медная проволока изгибается как изображено на фотографии. На середине закрепляется упругая проволочка (или латунные полоски) так, чтобы концы ложились на колеса и слегка к ним прижимались.
Концы проволоки припаиваются к соединителям. На одном из соединителей можно установить двухконтактный коннектор (для подключения электродвигателя).
Перед установкой токосъемника необходимо на валы двигателя надеть червячные шестеренки. На фото приведен двигатель с валом, выступающим только с одной стороны, но для надежности желательно использовать двигатель с валом, выходящим в обе стороны. Двигатель устанавливается между колесными парами и закрепляется к тележке скотчем: червячные валы должны войти в зацеп с шестеренками, установленными на осях колесных пар.
Соединители токоприемников прикрепляются к торцам тележки винтами М2.
После монтажа всех элементов тележки необходимо проверить работоспособность конструкции. Если есть проблемы, то проверить контакты и отрегулировать прижим токосъемников к колесам.
Шаг четвертый: остекление кабины
Для того, чтобы сделать имитацию стекла в кабине, нужно на листе бумаги нарисовать чертеж развертки.
Наложить на него прозрачную пленку, шилом наметить углы чертежа и затем шилом же по линейке соединить угловые точки. На пленке останется след.
По внешнему контуру вырезать деталь и согнуть по внутренним линиям.
Полученный в результате сгибов коробок необходимо, сложив во внутрь боковые стенки, вставить в кабину локомотива. Отверткой или шилом расправить сложенные стенки. В верхней части в пленке проколоть шилом отверстие, совмещенное с отверстием крепления.
Сверху кабины винтом М2 закрепить крышу.
Верх кабины также винтом М2 закрепить к отсеку с мотором.
Далее четырьмя винтами М2 скрепляется кабина и основание корпуса. Винтики вкручиваются в пластик.
На фото выше показан принцип крепления тележки и корпуса (колеса и двигатель с тележки сняты).
Далее тележка с двигателем устанавливается в корпус до фиксации защелками.
Все готово!
Ставим локомотив на рельсы, цепляем к нему вагончик и – вперед, в дорогу!
Заключение
В процессе реализации проекта выяснилось, что примененный в самоделке двигатель не оправдал возложенных на него надежд: оказался прожорлив и нестабилен в работе. Пришлось искать ему замену. Так что видео прикреплю в комментариях после получения заказа именно той модели двигателя, которая указана в разделе МАТЕРИАЛЫ и ИНСТРУМЕНТЫ.
На фото можно заметить, что тележка с двигателем отличается от модели. В модели проведена доработка – доделан зацеп к корпусу, чтобы тележка фиксировалась внутри корпуса без клея и крепежа.
Проект в целом достиг своей цели. Есть задумка сделать локомотиву свет: для этого передний и задний фонарь сделаны размером 5 мм, что позволит вставить в него стандартный светодиод.
Для того, чтобы локомотив мог тянуть вагоны, необходимо внутрь корпуса поместить небольшой грузик (места в корпусе локомотива достаточно).
Также можно к локомотиву допечатать на принтере несколько вагонов. Вагоны – в процессе разработки.
Всем удачи в творческой работе!
Источник: