Формлаб I 2020

Подводная рация "Сонр"

Разработка конструкции и прототип для корпуса подводной рации. Весь проект поэтапно и в деталях
Этап #1

Постановка задачи

На суше тренироваться легко: если тренер скажет или крикнет, то подопечный его услышит и тут же исправится. А, допустим, пловцу, который движется под водой, кричи или не кричи — не имеет значения.

Выход — общаться через подводную рацию. Дизайн новой модели такой рации уже разработали, а нам достались разработка конструкции и прототипирование.
Дизайн подводной рации SONR
Дизайн подводной рации SONR. Рация закрепляется у пловца на затылке или в районе кости над ухом
Переговорная система состоит из двух модулей: SONR Receiver и SONR Charger.

SONR Receiver — это корпус из двух половин, сваренных ультразвуковой сваркой, резиновая мембрана и электронные компоненты, включающие в себя плату управления, аккумулятор и костный динамик*
Костная проводимость — передача звука во внутреннее ухо через кости черепа. Посредством костной проводимости звук могут воспринимать люди как с нормальным, так и с ослабленным слухом.

Wikipedia

Элементы SONR Receiver
Элементы SONR Receiver
SONR Charger состоит из корпуса (это две части, склеенные между собой), металлическое кольцо и контроллер.
Элементы SONR Charger
Элементы SONR Charger
Внешние элементы корпуса SONR Receiver — кнопка (в зависимости от алгоритма нажатия выполняются разные действия), светодиоды индикации; а у SONR Charger есть только порт micro-USB.

Половины корпусов соединены друг с другом ультразвуковой сваркой:
Схема соединения половин корпусов
Схема соединения половин корпусов
Прорабатывая конструкцию, необходимо сохранить все габаритные размеры устройства, включая размеры кнопок, волноводов под LED и т.п. Кроме того, должна быть исключена возможность самонажатия кнопки SONR Receiver на глубине менее 5 м.

Соединение SONR Receiver и SONR Charger нужно обеспечить с любой стороны, и с гарантированным контактом. Планируемый срок службы рации — минимум два года.
Корпуса у обоих модулей, естественно, неразборные. У SONR Receiver оболочка должна обеспечивать защиту внутренних компонентов по часовому стандарту ATM5 (то есть устройство должно работать до 3 часов в толще воды до 2 метров и выдерживать кратковременные погружения до 5 м). Допускается использование уплотнителей.

К SONR Charger требования более щадящие: защита по стандарту IP68. Здесь тоже можно включить в конструкцию уплотнители.

Что касается материала корпуса, то он не должен разрушаться от хлорки или любой другой "химии", используемой для обработки бассейнов.

Есть ограничения и по стоимости производства.

Подводные рации других производителей:
Этап #2

Инжиниринг

CAD-моделирование
Получили от заказчика дизайнерские модели, приступили к эскизной конструкции.

Вот модели от заказчика:
Планируемую конструкцию приёмника слегка изменили: отказались от пружинных контактов (они будут протекать). Вместо них предусмотрели три точечных, которые будут образовывать плоскость установки и обеспечивать контакт. На нижней части сделал круговые канавки для ловителей. Они в любом случае нужны.

По костному динамику не понял что он из себя представляет, какие у него точки монтажа, а также пр. характеристики (например, ход вибрирующей части). Нужен даташит или что-то в этом роде. Оба полукорпуса представляют из себя мультиотливки. Т.е. сначала отливается пластик, например. После заливаются остальные элементы.

К зарядке конструктор добавил сливное отверстие (иначе непонятно, куда деть воду, стекающую с устройства) и выемки по бокам для извлечения устройства (опять непонятно, как это делать. Переворачвать устройство? Но это неудобно.

USB-разъём заменили на герметичный, type C (в принципе, можно и другой тип)

Ещё замечания: разъём полукорпусов придется сделать в середине корпуса (или менять геометрию боковой поверхности).
Чистовые:
Итого отобрано и отправлено заказчику:
Выбор:
Этап #3

Прототипирование

текст
Производитель линейки шкафов: