2017年4月23日 星期日

距離電動割草機開發完成日 還有72天

鏘! 鏘!! 鏘!!! 聽到不尋常的金屬與玻璃碰撞聲音
鐵定 出事了

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我每天都在寫報告,順便就把這裡當成報告的輸出地點了,
歡迎大家前來看看工程師是如何把一項新產品,從無到有開發出來的。

由於部分內容牽涉到公司的商業機密,部分開發的內容將會進行改寫或保留,但故事的整體性與完整性是不變的。
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割草機只要一轉起來,絕對是有其危險性的 !!!
轉速快,又有刀片高速旋轉,一定要特別小心



今天在多次的啟動與加減速調整後,在某一次啟動的瞬間,鎖定刀片的逆向螺絲鬆脫,所有跟著旋轉的零件與螺母全部飛了出來!!



混亂的一秒鐘後,所有零件散佈在地板上,固定用螺母飛到半空中,打到我的測試用車用音響後,又彈回地板上。

我立刻關閉電源,進行災情統計與分析





裝在上面的零件全部都出竅了!!


地板上的刮痕應該是割草機的刀片撞擊後留下的痕跡















刀片的首次撞擊點應該是這裡 !! 旋轉的力道和銳利的刀口直接就割出一道大傷痕,郵局的白和平鴿也被打到了
















近看一點,這如果是腳的話,鐵定要住院了



再近看一點,Rubycon電容紙箱內的 PCHOME郵寄紙箱也是傷痕累累!!























這塊橋式整流濾波板也被噴出來的螺母打歪了,然後又打到強化玻璃。幾年前台南大地震時也歪了一次


看起來,割草的刀片就是沿著切線飛出去,先對無辜的紙箱割出一道傷口,然後繼續旋轉,再對地板割出另一道深深的痕跡。

原先,我們設計的割草機還有一個可以倒退的按鈕,當割草碰到藤蔓時,前端很容易被藤蔓卡死住,這個功能可以讓刀片反轉,以方便操作人員將已經咬死刀片的藤蔓拉出來。不過經過今天的意外事件後,我們考慮將此功能永久取消

因為,刀片反轉時,有機會順便也讓固定用的螺母鬆動,歷經幾次反轉以後,刀片就有可能飛出來傷人!!

許多事情想得越完善,以後出錯的機會就越小。今天的意外事件,又讓我們上了學校老師絕對沒有教的一課。

以前的老工程師一直提醒我:
做任何有關電的實驗,實驗桌旁一定要同時有兩個人在場,以便在緊急情況下可以互相救援!!
切記 !!
切記在心裡 !!


刀片就是沿這各方向飛出去,外加旋轉的力道,割破三個紙箱,最後又劃破木質地板後才停止。



2017年4月18日 星期二

距離電動割草機開發完成日 還有73天

這世上有一樣東西是別人搶不走的,那就是藏在你自己心中的夢想。
許多問題是須要時間來解決的。想搶快是行不通的!!

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我每天都在寫報告,順便就把這裡當成報告的輸出地點了,
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由於部分內容牽涉到公司的商業機密,部分開發的內容將會進行改寫或保留,但故事的整體性與完整性是不變的。
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兩台幾乎一樣的電動割草機,一台是用離合器Clutch帶動,另一台是直驅Direct Drive方式帶動。你認為哪種方式較為省電?

上為直接驅動型的割草機,下為帶Clutch的割草機




















Direct Drive就是馬達軸心與割草機軸心對接


Clutch型的割草機只有在高速旋轉時,馬達才和割草機軸心連結


整個Clutch片用兩顆大螺絲鎖住,靜止時靠照片中的彈簧把Clutch拉離黑色外框






















今天就是來驗證割草機功耗這一部分。

我們用擎弘電子公司精密Pro級的電源供應器(DSP-050-030最大輸出50V30A),電壓都調在36.00V,掛上相同的刀片當負載,然後記錄4000-6000RPM時的電流值

CLUTCH type(有離合器)
4000 RPM 1.8A
4500 RPM 2.2A
5000 RPM 2.5A
5500 RPM 2.9A
6000 RPM 3.4A

DIRECT type(直接驅動型)
4000 RPM 1.6A
4500 RPM 1.8A
5000 RPM 2.0A
5500 RPM 2.5A
6000 RPM 2.8A

以上的結果跟我們心裡想的類似。

做個小結論:Clutch帶有離合器型的割草機效率會較差,這是因為馬達高速旋轉後,才正式把離合器片甩開,進而帶動割草機內部軸的旋轉,經過此一級的轉換,也多了近20%的功耗。

可是,許多Pro級的割草人士還是喜歡Clutch型的割草機?經過詢問後,我們這才發現真實割草的情景。當割草機高速在除草時,若碰到硬物,直接Direct Drive型的反應是:電流過大,進入保護模式,並且立即關閉馬達的輸出,等到狀況解除後,才恢復原先的轉速,這一來一往可能就耗掉5-8秒鐘的時間。

而Clutch型的割草機碰到異物或堅硬的石頭時,輸出軸有可能硬被暫停。此時只能導致離合器片的滑動而已,馬達仍在高速運轉。所以狀況一解除後,刀片處隨即回到高的轉速模式。有可能不到半秒就回到原先的轉速,可以不用停頓繼續割草。




這也就是說:
有Clutch的割草機功耗可能多了一些,但實際使用上它卻有其獨特的方便性,熟優熟劣還是沒有定論。

比較詭異的問題出現了,我們竟然發現帶Clutch的割草機在動作一些時間後...

2017年4月17日 星期一

距離電動割草機開發完成日 還有74天

產品的開發中,機構往往是最難克服的!!
一個好的機構應該是簡單明瞭的機構,
一個好的控制電路也應該是簡單的電路。

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我每天都在寫報告,順便就把這裡當成報告的輸出地點了,
歡迎大家前來看看工程師是如何把一項新產品,從無到有開發出來的。

由於部分內容牽涉到公司的商業機密,部分開發的內容將會進行改寫或保留,但故事的整體性與完整性是不變的。
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傳統的引擎割草機的離合器是這樣設計安排的



















電動割草機的傳動機構如圖所示。這裡,我們複製了原來的離合器架構,當馬達轉速超過某個轉速後,兩片式的離合器會往外甩,進而帶動刀片或牛筋繩轉動

無刷馬達開始與機構接合



鎖上離合器,經過測試後,發現此款的Clutch要到3500RPM後,才會正式被甩開,然後刀片才開始轉動


馬達再與其他機構接合,看起來滿有殺氣的!!































從另外一角度看無刷馬達與割草機本體的合體



這周總算可以開始進行"割草實測"了,同時順便觀察鋰鐵電池的耐操度了。
供應商的Li-Fe測試用電池,到我們手裡當然難逃被拆解的命運。不過,我們不建議一般使用者去拆解高能量密度的鋰電池,因為這還是有相當危險性的。




Pro級的Li-Fe電池,價格絕對不親民。但是要一次割滿四小時,那就非得用此類電池不可了。
實測重量約7.5Kg

















馬達控制重要圖表 說明

這是個人收集的資料之一,最終版權仍屬當初放在網路的公司或個人 個人認為 展現"馬達控制"的最佳動畫, 它代表的意涵太多太多了,請一定要把它另存新檔。 文字上很難敘述,看了動畫就一目了然。看TI德州儀器的影片一個多小時還似懂非懂的,無意中從網路上找到...