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Oct 04, 2023

集水器を一から作る

Opensource.com シンガポール ポリテクニックの私のチームは、エンジニアリング アカデミー プログラムの一環として、エンジニアリング & デザイン モジュール用の集水容器を作成しました。 チームは4人のメンバーで構成されていました

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シンガポール工科大学の私のチームは、エンジニアリング アカデミー プログラムの一環として、エンジニアリング & デザイン モジュール用の集水容器を作成しました。 チームは、さまざまな分野の 4 人のメンバーで構成されていました。トーマスとライアンは機械工学の学位を取得し、Hwee Peng と私、アジェイは電気電子工学の学位を取得しました。 このプロジェクトは、2015 年 12 月から 2016 年 2 月まで、完了までに数か月かかりました。

エンジニアリング アカデミー プログラムは、シンガポール工科大学の電気電子工学部および機械航空工学部の優秀な学生に提供されています。 このプログラムは、電気、電子、機械、化学、デザイン、ビジネスなど、さまざまな分野のスキルを習得することを目的としています。

学期の初めに私たちに提示されたプロジェクトの声明は、「水深 1 メートルと 2 メートルで 2 つの水のサンプルを採取できる乗り物を設計する」というものでした。 車両には多くの複雑な点を考慮する必要があり、大規模な作業であったため、これは私たちにとって課題でした。

しかし、私たちは両手を広げてこの挑戦を歓迎しました。 私たちは、これが私たちの知識のすべてを試すことになり、さらに多くの情報を自分で探す必要があることを知っていました。 この記事では、計画とプロトタイピングの非常に反復的なプロセスを概説し、私たちの労働の成果を紹介します。

直面する可能性のある課題をできるだけ多くリストアップし、それに対応する解決策を考え出すという先見の明を発揮した結果、多くのアイデアが生まれました。 結局のところ、それは水に浮かんだり沈んだりする乗り物になる予定でした。 電子機器に関係する場合には常に水が問題となるため、防水処理が不可欠です。 今にして思えば、時間、材料、製作方法などの制約が多かった中で、単なる浮遊船ではなく、潜水艇のアイデアまで検討したのは面白いことです。

容器本体は、容器の底部にPVC（ポリ塩化ビニル）パイプを使用し、主要な支持構造をアクリルで形成することにしました。 PVC は比較的安価でありながら浮力のある素材であり、閉じたパイプ ネットワークではパイプ内に空気が閉じ込められ、浮力がさらに高まることがわかりました。 アクリル製のピースは製造が簡単で、適切な構造サポートを提供するため、アクリル製のピースを使用したいと考えました。 必要なのは 2D の概略図だけで、残りの作業はレーザー カッターで行うことができました。

当初、容器への水の侵入を調整するために 12V 電磁弁を使用する予定でした。 しかし、講師から提供されたバルブが、奇妙な理由で意図したとおりに機能しないことがわかりました。 すべてのコンポーネントは正常に動作しているように見えましたが、広範なテストを実施したにもかかわらず、バルブが水の自由な流れを許可しませんでした。 私たちは、それが内部のソレノイドの強度と関係があるのではないか、あるいは最初からの大きな設計上の欠陥によるものではないかと考えました。

新しいバルブを購入するのは予算外で、他にも多くの問題が発生する可能性があるため、私たちは再び振り出しに戻り、採水器についてさらに調査しました。

私たちは Van Dorn ウォーター サンプラーを発見しました。これは、弾力性とクイックリリース機構を利用した独創的な水収集方法です。 船舶に後付けするために設計をさらに簡素化しました。

以下の図は、コンテナーがどのように操作されるかを示しています。 ナイロン製のロープで容器を降ろし、目的の深さに到達すると、メッセンジャー（重り）がロープに沿って落ちてレバーに当たり、レバーがくさびの位置から解放され、容器がしっかりと閉まり、中に水を閉じ込めます。それ。

そこで、容器をそれぞれの深さまで水中に降ろし、容器本体を浮かせたまま水サンプルを採取するというアイデアに落ち着きました。 私たちはまずアームを使ってコンテナを下ろし、再び持ち上げることを考えました。 しかし、これは水容器の一部として電磁弁を使用した場合にのみ可能でした。