STEM ROV製作分享 : 機身與浮力

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在上一篇STEAM水管ROV介紹提到,STEAM水管ROV的都是取材自日常生活可獲得的便宜材料。入門的水管ROV(STEAM ROV)採用PVC水管作為機身。PVC水管可在一般五金行買到。PVC水管有多種形式,差異主要在口徑、管壁厚度與顏色。ROV MAKER的伊帕內瑪套件即是採用2吋的白色PVC水管作為水管ROV機身。

PVC水管使用PVC專用膠來與其他PVC水管後接頭進行黏合。這與另一種的PPR水管有所不同。PPR水管主要是用熱熔方式與其他PPR水管黏合。在採購時須跟商店老闆確認水管材質是PVC或者是PPR。

PVC水管除了一般直管外也提供多種的接頭樣式供組裝使用。透過這些各式各樣PVC接頭,使用者可以組裝出各種造型的水管 ROV。下列圖示是常用的PVC接頭供參考:

PVC ElbowPVC pipe scaledPVC three-dimensional bottom bracketPVC three-dimensional tee

PVC vertical six way scaledPVC Flat CrossPVC Cap scaled

不論想設計何種水管ROV機身,都還要考量另一個設計問題:如何針對ROV提供配重與浮力。

入門的水管ROV(STEAM ROV)考量的主要是組裝簡易與成本低廉,因此不建議使用PVC水管機身作為浮力的來源。這主要的考量是

  • 如果水管本身也是浮力來源,則必須針對每個水管與接頭接縫處進行嚴格的水密塗裝。
  • 水管的不同造型將影響水管ROV在水中的姿態甚多,勢必須增加類似鉛塊等配重元件,增加成本與複雜度。

在一般的入門的水管ROV(STEAM ROV)設計,都會在PVC水管機身進行鑽孔。這樣可以讓ROV進入水下後, 周邊的水可以快速填滿水管內部空間。這讓PVC水管在水中不提供浮力,且可以透過重力讓 STEM ROV在水中的姿態更加穩定。 水管機身的鑽孔位置、大小與數量皆會影響水進入與退出水管內部空間的快慢。

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浮力方面,採用泡棉管作為浮力的來源。泡棉管的擺放位置與ROV機身設計有關。泡棉管的長度與提供的浮力成正比。建議ROV完成並配備相關設備後(包含攝像頭或機械手臂等),再針對吃水線的位置與垂直推進器的最大動力來決定泡棉管的長度。

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隨著ROV潛入水中越深,泡棉管將受到水壓而減少體積因此減少浮力提供,因此可能造成ROV潛下至特定深度後後無法上浮。一般的改善方式是增加泡棉管長度或者改用密封的浮筒。

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