Штанга для комплекса радиационного контроля
Разработка дизайна и эргономики, прототипирование
Этап #1 Задача
Если ты просто держишь дозиметр в руке, то дотянуться до чего-то, что нужно измерить, когда-то обязательно будет очень неудобно. Не ложиться же на асфальт, если замеры нужно проводить под машиной, и не лезть в грязь, когда надо проверить кусты.
Здесь поможет штанга с рукояткой. Последняя будет удерживать сразу несколько элементов — навесной блок детектирования, пульт управления и аккумулятор. Внутри штанги размещены кабели.
Это то, что есть сейчас, и оно не устраивает ни заказчика, ни пользователя:
На рынке имеются и готовые варианты штанг, но они не подходят: внутрь нельзя провести кабель, штангу невозможно сложить. Ко всему прочему в готовом узле куча отверстий и кронштейнов, а значит, гарантированы сложности с его дезактивацией после работы.
Решено: разрабатываем удобную штангу плюс крепления к ней — для пульта и блоков детектирования.
Условия: штанга должна обеспечивать вылет блока детектирования на расстояние от 300 до 1200 мм, считая от ручки. К ней могут подключаться разные блоки разных габаритов и веса (до килограмма).
По сути, штанга — это Z-образная ручка с ребристой рукояткой. Ручка в целом складывается; имеется также нескладывающаяся секция с подлокотником, в которой есть отсек для батарей (с индикацией уровня заряда и кнопкой включения индикации), электронные компоненты (плата самой штанги с контроллером) и даже встроенный фонарь. Блоки детектирования и пульт соединяет гибкий кабель.
На штанге должны быть размещены кронштейн под пульт и разъем для его подключения.
Лучше по максимуму использовать в конструкции штанги стандартные компоненты (например, телескопический удлинитель можно взять целиком). Еще одно требование — разборность. Это необходимо для дезактивации.
И еще — вес! Чтобы у операторов не отваливались руки при работе, штанга должна весить не более килограмма, и это с учетом аккумуляторов.
Крепление пульта нужно проектировать так, как на картинке ниже.
Интервал рабочих температур штанги — серьезный: от -40 до +50°С, температур хранения — от -60 до +70°С. Защита от влаги — IP67. И не забывать о том, что корпус будут постоянно промывать дезактивирующими растворами. Плюс у прибора должны быть устойчивость к вибрации, пониженному атмосферному давлению, механическим ударам, — короче, ко всему.
Этап #2 Эскизирование
Как вписаться во все эти драконовские требования и одновременно создать что-то удобное и функциональное? Попробуем, вот первые наброски.
Чистовики:
То, что на последней картинке, и было выбрано. Да, придется слегка доработать – увеличить ухват предплечья и сделать в нем прорези для ремня. Но подобные доработки — это нормально.
Вуаля, дизайн согласован.
Этап #3. 3D-моделирование
Первая модель, ещё сырая:
Подпилили, но теперь нужно понять, насколько человеку комфортно будет держать рукоятку. Можно обосновать антропоморфные характеристики письменно, но быстрее и эффективнее... слепить рукоятку, потрогать ее и оценить ощущения.
Ну так лепим:
Промежуточные результаты моделирования:
Новая модель:
Напечатали на 3D-принтере первую модель. Оценили, запросили обратную связь от клиента, поправили и напечатали еще одну.
У левой очень короткая рукоять и длинный хвост. У правой — слишком длинная рукоять. А ведь сначала заказчика макет из полимерной глины устроил, — его же и повторили.
Пилим! В буквальном смысле тоже:
Выпиленное — на сканирование. По результатам скана строим верную модель.
И вот он — следующий макет рукоятки:
С рукояткой пока заканчиваем, замечаний по ней нет, приступаем к штанге. Помнится, заказчик хотел, чтобы она была складывающейся. Предлагаем варианты, но здесь поступает указание складывание не делать. Лучше пусть будет чемодан подлиннее — штангу буду переносить в специальном кейсе.
Почему заказчик отказался от первоначально выбранной конструкции? Да, складывание в принципе — хорошая идея, — говорит он. — Но как-то это не это не сильно надежно, не особо прочно, да и изготовить такое сложнее.
Ну ок. Варианты крепления держателя к штанге:
Черновая модель грипсы (по сути, обмотки) рукоятки:
Этап #4. CAD-моделирование
Рендеры:
Отобранные варианты и цветовая схема:
Этап #5. Прототипирование
Детали первого прототипа:
Заказчик собирает рукоятку. Выявляются недостатки: неудобно собирать, разный крепеж, что-то не хочет состыковываться, а что-то вообще сломалось. Выход — изменить конструкцию.
Прототип собран, проходит тестирования, ждем выхода на серийное производство.
Нужна похожая разработка?
Расскажите о вашем устройстве — бесплатно проконсультируем и оценим стоимость.