Linijinė ir sukamoji pavara: 11 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Ši instrukcija yra apie tai, kaip padaryti linijinę pavarą su pasukamu velenu. Tai reiškia, kad galite perkelti objektą į priekį ir atgal ir pasukti tuo pačiu metu. Galima perkelti objektą 45 mm (1,8 colio) pirmyn ir atgal ir pasukti 180 laipsnių kampu.

Išlaidos yra maždaug 50 USD. Visos dalys gali būti atspausdintos 3D arba perkamos techninės įrangos parduotuvėje.

Naudoti varikliai yra du parduodami servo varikliai. Be žemos kainos, servos turi ir naudingų savybių: servams nereikia jokios papildomos valdymo logikos. Jei naudojate „Arduino“[1] ir jo servo biblioteką [2], reikšmės tarp 0 ir 180 įrašymas yra tiesiogiai servo variklio padėtis, o mūsų atveju - pavaros padėtis. Aš žinau tik „Arduino“, bet esu tikras, kad kitose platformose taip pat labai paprasta valdyti servo sistemas, taigi ir šią pavarą.

Norėdami jį pastatyti, jums reikia stovinčios gręžimo mašinos ir 4,2 mm metalinio grąžto. Jūs ketinate išgręžti M4 veržles, kurios bus jūsų rankovių guoliai.

Be to, norint nupjauti M4 sriegį ant metalinio strypo, jums reikia geros suolelio ir varžto. Strypų tvirtinimui reikalingas varžtas M4.

Prekės

1 standartinis servo bokštas Pro MG946R. Komplektuojama su servo svirtimi, 4 M2 tvirtinimo varžtais ir 4 d3 žalvario korpusais

1 „Micro Servo Tower Pro MG90S“. Komplektuojama su servo svirtimi ir 2 tvirtinimo varžtais

11 M2 x l10 mm plokščias varžtas

4 M4 skalbyklė

6 M4 veržlė

1 Užsegimo žiedas d4 mm

1 sąvaržėlė d1 mm

1 Medinis kaištis d6 x l120

2 Plieninis arba aliuminio strypas d4 x l166 su M4 x l15 sriegiu viename gale

1 Plieninis arba aliuminis strypas d4 x l14 su užspaudžiamu žiedu

1 Plieninis arba aliuminio strypas d4 x l12

Legenda: l: ilgis milimetrais, d: skersmuo milimetrais

1 žingsnis: 3D spausdintos dalys

Jums reikia atspausdinti kairės arba dešinės pusės dalis. Šios instrukcijos paveikslėliuose pavaizduota kairioji LnR pavara (žiūrint iš priekio, medinis kaištis yra kairėje pusėje).

Jei neturite 3D spausdintuvo, rekomenduoju netoliese ieškoti 3D spausdinimo paslaugos.

2 žingsnis: slankiojantys guoliai

Kaip guoliai naudojamos M4 veržlės! Norėdami tai padaryti, 4,2 mm metaliniu grąžtu išgręžkite (M4/3,3 mm) skyles. Paspauskite išgręžtas M4 veržles į slankiklio angas.

Klijuokite 2 M4 poveržles ant slankiklio ir slankiklio viršaus.

3 žingsnis: „Mirco“servo ir prailginimo svirtis

Sumontuokite „Micro Servo“ant slankiklio.

Dešinėje pusėje matote prailginimo svirtį ir likusias 2 M4 veržles. Paspauskite išgręžtas M4 veržles į ilgintuvo svirties angas.

4 žingsnis: slankiklis ir pasukamas velenas

Surinkite slankiklį, ilginamąją svirtį ir slankiklio viršų. Kaip ašį naudokite mažą 12 mm ilgio metalinį strypą.

Paveikslo apačioje matote flanšą, pritvirtintą prie „Micro Servo“svirties.

Į medinį kaištį (paveikslo apačioje dešinėje) reikia išgręžti 1,5 mm skylę, kitaip mediena sulaužys.

5 žingsnis: Servo jungtis

Gręžkite 4,2 mm skylę į standartinę servo svirtį ir pridėkite įpjovą prie 14 mm metalinio strypo, skirto fiksavimo žiedui.

Klijuokite vieną iš poveržlių ant servo svirties.

Taip sudedate komponentus iš viršaus į apačią:

1) Pritvirtinkite žiedą prie ašies

2) Pridėkite skalbyklę

3) Laikykite servo rankeną po ilginimo svirtimi ir per ją paspauskite surinktą ašį.

4) Į fiksavimo žiedą įpilkite šiek tiek klijų ir paspauskite jį iš apačios į ašį.

Nuotrauka nėra naujausia. Vietoj antrojo fiksavimo žiedo jis šaukia parodyti fiksavimo žiedą. Fiksavimo žiedo idėja yra originalaus dizaino patobulinimas.

6 žingsnis: Servo laikiklis

Standartinė servo sistema yra pritvirtinta prie pavaros. Norėdami išvesti servo per angą, turite nuimti apatinį dangtelį, kad galėtumėte sulenkti kabelį.

Tvirtinimo varžtai pirmiausia patenka į netvarkingus korpusus, o paskui per pavaros angas. Gręžkite varžtus į fiksavimo blokus, kurie yra po LnR pagrindu.

7 žingsnis: išilginis judėjimas

Sraigtiniu M4 čiaupu išpjaukite sriegį į 3,3 mm skylutes galinėje „LnR-Base“plokštumoje.

Slankiklis juda ant dviejų metalinių strypų. Jie stumiami per 4,2 mm priekines „LnR“pagrindo angas, tada per slankiojančius guolius ir pritvirtinami M4 sriegiu galinėje pavaros plokštumoje.

8 žingsnis: dangtelis

Tai yra „LnR“pavara!

„Micro Servo“kabeliui pritvirtinti naudojama sąvaržėlės dalis. Sumontuokite gaubtą ant pavaros ir baigsite.

9 žingsnis: „Arduino“eskizas (neprivaloma)

Prijunkite du potenciometrus prie „Arduino“įėjimų A0 ir A1. Signaliniai kaiščiai yra 7 sukimui ir 8 išilginiam judėjimui.

Svarbu paimti 5 voltų iš „Arduino“potenciometrus, o ne iš išorinio 5 V maitinimo šaltinio. Norėdami vairuoti servo, turite naudoti išorinį maitinimo šaltinį.

10 veiksmas: ne tik programavimo pavyzdys (neprivaloma)

Taip panaikinu sistemines programinės įrangos, valdančios „LnR“pavarą, klaidas. Pašalinus padėties nustatymo klaidą dėl mechaninės transformacijos ir mechaninio laisvumo, galimas 0,5 milimetro išilginės ir 1 laipsnio sukimosi judesio padėties nustatymo tikslumas.

Mechaninė transformacija: „Arduinos“žemėlapio funkciją [5] galima parašyti taip: f (x) = a + bx. Demonstracinių duomenų rinkinyje [6] didžiausias nuokrypis yra 1,9 mm. Tai reiškia, kad tam tikru momentu pavara yra beveik 2 milimetrų atstumu nuo išmatuotos vertės.

Turint polinomą, kurio laipsnis yra 3, f (x) = a + bx + cx^2 + dx^3, didžiausias demo duomenų nuokrypis yra 0,3 milimetro; 6 kartus tiksliau. Norėdami nustatyti parametrus a, b, c ir d, turite išmatuoti bent 5 taškus. Demonstracinių duomenų rinkinyje yra daugiau nei 5 matavimo taškai, tačiau pakanka 5.

Mechaninis laisvasis judesys: dėl mechaninio laisvo judėjimo padėtyje yra poslinkis, jei pavarą judate pirmyn ir paskui atgal arba judate pagal laikrodžio rodyklę, o paskui prieš laikrodžio rodyklę. Išilgine kryptimi pavara turi mechaninį laisvumą dviejose servo svirties ir slankiklio jungtyse. Sukamajam judesiui pavara turi mechaninį laisvumą tarp slankiklio ir velenų. Servo varikliai taip pat turi tam tikrą mechaninį sukimąsi. Norint atšaukti mechaninį žaidimą, taikomos šios taisyklės: A) Judant pirmyn arba pagal laikrodžio rodyklę, formulė yra tokia: f (x) = P (x) B) Judant atgal arba prieš laikrodžio rodyklę, formulė yra tokia: f (x) = P (x) + O (x)

P (x) ir O (x) yra daugianariai. O yra poslinkis, kuris pridedamas dėl mechaninio žaidimo. Norėdami nustatyti daugianario parametrus, išmatuokite 5 taškus judėdami viena kryptimi ir tuos pačius 5 taškus judėdami priešinga kryptimi.

Jei planuojate valdyti kelis servo variklius naudodami „Arduino“ir aš įtikinau jus atlikti programinės įrangos kalibravimą naudojant polinomus, peržiūrėkite mano prfServo Arduino biblioteką [4].

Vaizdo pieštuko laido vaizdo įrašui buvo naudojama „prfServo“biblioteka. Kiekvienam iš keturių servo buvo atliktas penkių taškų kalibravimas abiem kryptimis.

Kitos sisteminės klaidos: pavara turi papildomų sisteminių klaidų: trintis, ekscentriškumas ir naudojamos servo bibliotekos bei servo variklių skiriamoji geba.

Galbūt, kaip įdomus faktas, „Adafruit Servo Shield“[3] skiriamoji geba yra 0,15 mm išilgine kryptimi! Štai kodėl: Servo skydas naudoja PCA9685 lustą PWM signalui gaminti. PCA9685 skirtas sukurti PWM signalus nuo 0 iki 100 % ir turi 4096 reikšmes. Tačiau servo atveju naudojamos tik „let“reikšmės nuo 200 (880 μs) iki 500 (2215 μs). 45 mm stebulė, padalyta iš 300, yra 0,15 mm. Jei skaičiuosite sukamąjį judesį, 180º padalyta iš 300 taškų yra 0,6º.

11 žingsnis: nuorodos

[1] „Arduino“: https://www.arduino.cc/[2] Servo biblioteka: https://www.arduino.cc/en/reference/servo[3] „Adafruit ServoShield“: https://www.adafruit. com/product/1411 [4] prfServo biblioteka: https://github.com/mrstefangrimm/prfServo[5] „Arduino“žemėlapio funkcija:

[6] Pavyzdinis duomenų rinkinys: 0 4765 42610 38815 35620 32525 30030 27635 25240 22445 194