Chiziqli va aylanadigan aktuator: 11 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Bu ko'rsatma aylanadigan mil bilan chiziqli aktuatorni qanday yasash haqida. Bu shuni anglatadiki, siz ob'ektni oldinga va orqaga siljitishingiz va bir vaqtning o'zida aylantirishingiz mumkin. Ob'ektni 45 mm (1,8 dyuym) oldinga va orqaga siljitish va 180 daraja burish mumkin.

Xarajatlar taxminan 50 dollarni tashkil qiladi. Barcha qismlar 3D bosma yoki apparat do'konida sotib olinishi mumkin.

Ishlatilgan dvigatellar sotuvda mavjud bo'lgan ikkita servo dvigateldir. Arzon narxli servolardan tashqari, foydali xususiyat ham bor: Servo qo'shimcha nazorat mantig'iga muhtoj emas. Agar siz Arduino [1] va uning Servo kutubxonasidan [2] foydalanayotgan bo'lsangiz, 0 dan 180 gacha bo'lgan qiymatlarni yozish to'g'ridan -to'g'ri servo dvigatelning pozitsiyasi va bizda esa aktuatorning holatidir. Men faqat Arduino -ni bilaman, lekin aminmanki, boshqa platformalarda servolarni boshqarish juda oson va shuning uchun bu aktuator.

Uni qurish uchun tik turgan matkap va 4,2 mm metall matkap kerak. Siz yengli rulman bo'lishi uchun M4 yong'oqlarini burg'ilaysiz.

Bundan tashqari, metall tayoqqa M4 ipini kesish uchun sizga yaxshi o'rindiq va vintli qolip kerak bo'ladi. Tayoqlarni mahkamlash uchun M4 vintli kran kerak.

Ta'minotlar

1 standart Servo Tower Pro MG946R. Servo qo'l, 4 M2 o'rnatish vintlari va 4 d3 guruch korpusi bilan birga keladi

1 Micro Servo Tower Pro MG90S. Servo qo'l va 2 ta o'rnatish vintlari bilan birga keladi

11 M2 x l10 mm tekis boshli vint

4 M4 kir yuvish mashinasi

6 M4 yong'oq

1 d4 mm uzunlikdagi halqa

1 d1 mm o'lchamdagi qog'oz qisqichi

1 d6 x l120 yog'och dübel

2 Bir uchida M4 x l15 ipli d4 x l166 po'lat yoki alyuminiy novda

1 po'lat yoki alyuminiy novda d4 x l14

1 po'lat yoki alyuminiy novda d4 x l12

Afsona: l: uzunligi millimetrda, d: diametri millimetrda

1 -qadam: 3D bosilgan qismlar

Siz chap yoki o'ng qismlarni chop etishingiz kerak. Bu yo'riqnomadagi rasmlar chap tomonlama LnR aktuatorini ko'rsatadi (old tomondan qarasak, yog'och dublon chap tomonda).

Agar sizda 3D printer bo'lmasa, yaqin atrofda 3D bosib chiqarish xizmatini qidirishni maslahat beraman.

2 -qadam: qaymoqli rulmanlar

Rulmanlar sifatida M4 yong'oqlari ishlatiladi! Buning uchun siz (M4/3,3 mm) teshiklarni 4,2 mm metall matkap yordamida burg'ulaysiz. Burg'ulash qilingan M4 yong'oqlarini slayderdagi teshiklarga bosing.

2 M4 yuvish vositalarini slayderga va tepalikka yopishtiring.

3 -qadam: Mirco Servo va uzatma tarmog'i

Micro Servo -ni slayderga o'rnating.

O'ng tomonda siz uzatma qo'lini va qolgan 2 M4 yong'oqni ko'rasiz. Burg'ulash qilingan M4 yong'oqlarini uzatma qo'lining teshiklariga bosing.

4 -qadam: Slayder va aylanadigan mil

Slayderni, uzatma qo'lini va slayderning yuqori qismini yig'ing. Eksa sifatida 12 mm uzunlikdagi kichik metall tayoqchadan foydalaning.

Rasmning pastki qismida siz Micro Servo qo'liga biriktirilgan gardishni ko'rasiz.

Yog'och dublonga (rasmning o'ng pastki qismida) 1,5 mm teshik ochish kerak, aks holda yog'och sinadi.

5 -qadam: Servo qo'shma

Standart servo qo'lga 4,2 mm teshik oching va mahkamlash halqasi uchun 14 mm uzunlikdagi metall tayoqqa chuqurchani qo'shing.

Kir yuvish mashinalaridan birini servo qo'lga yopishtiring.

Siz komponentlarni yuqoridan pastgacha shunday yig'asiz:

1) O'rnatish halqasini o'qga o'rnating

2) kir yuvish mashinasini qo'shing

3) Servo qo'lini uzatma qo'lining ostidan ushlab turing va u orqali yig'ilgan o'qni bosing.

4) Fikslash halqasiga ozgina elim qo'shing va pastdan o'qga bosing.

Rasm zamonaviy emas. Ikkinchi halqa o'rniga, baqir -chaqir fiksaj halqasini ko'rsatadi. Fiksirovka halqasi - bu original dizaynni yaxshilash.

6 -qadam: Servo o'rnatish

Standart servo aktuatorga biriktirilgan. Servo ochilishi uchun siz uning pastki qopqog'ini olib tashlashingiz kerak, shunda siz kabelni pastga egishingiz mumkin.

O'rnatish vintlari avval chigallashtiruvchi korpuslarga, so'ngra aktuator teshiklaridan o'tadi. Vintlarni LnR-Base tagiga qo'yilgan mahkamlash bloklariga burg'ulang.

7 -qadam: uzunlamasına harakat

M4 vintli vint bilan siz LnR-Base orqa tekisligining 3,3 mm teshiklariga ipni kesib oldingiz.

Slayder ikkita metall tayoq ustida harakatlanadi. Ular LnR-Base-ning 4,2 mm oldingi teshiklari orqali, keyin slayder podshipniklari orqali o'tkaziladi va aktuatorning orqa tekisligida M4 ip bilan mahkamlanadi.

8 -qadam: qopqoq

Bu LnR aktuatori!

Micro Servo kabelini tuzatish uchun qog'oz qisqichining bir qismi ishlatiladi. Kaputni aktuatorga o'rnating va siz tugatdingiz.

9 -qadam: Arduino eskiz (ixtiyoriy)

Ikki potentsiometrni Arduino A0 va A1 kirishiga ulang. Signal pinlari aylanma uchun 7 va uzunlamasına harakat uchun 8 ta.

Tashqi 5 V quvvat manbaidan emas, balki potentsiometrlar uchun Arduino -dan 5 voltni olish muhim. Servo haydash uchun siz tashqi quvvat manbaidan foydalanishingiz kerak.

10 -qadam: dasturlash misolidan tashqari (ixtiyoriy)

Men LnR aktuatorini boshqaruvchi dasturiy ta'minotdagi tizimli xatolarni shunday bekor qilaman. Mexanik transformatsiya va mexanik o'ynash tufayli joylashishni aniqlash xatosini bartaraf etish orqali uzunlamasına yo'nalishda 0,5 millimetr va aylanma harakatda 1 graduslik aniqlik aniqlanishi mumkin.

Mexanik o'zgarish: Arduinos xaritasi funktsiyasi [5] quyidagicha yozilishi mumkin: f (x) = a + bx. Demo ma'lumotlari [6] uchun maksimal og'ish 1,9 mm. Bu shuni anglatadiki, bir vaqtning o'zida aktuatorning joylashuvi o'lchangan qiymatdan deyarli 2 millimetr uzoqda.

3, f (x) = a + bx + cx^2 + dx^3 darajali polinom bilan demo ma'lumotlarning maksimal og'ishi 0,3 millimetrga teng; 6 marta aniqroq. A, b, c va d parametrlarini aniqlash uchun kamida 5 ball o'lchash kerak. Demo ma'lumotlar to'plamida 5 dan ortiq o'lchash punktlari bor, lekin 5 ta etarli.

Mexanik o'ynash: mexanik o'ynash tufayli, agar siz qo'zg'aysanni oldin oldinga, keyin orqaga, yoki soat yo'nalishi bo'yicha, keyin esa soat sohasi farqli ravishda harakatlantirsangiz, pozitsiyada ofset bo'ladi. Uzunlamasına yo'nalishda aktuator servo qo'l va slayder orasidagi ikkita bo'g'inda mexanik o'ynaydi. Aylanadigan harakat uchun, qo'zg'aysan slayder va vallar o'rtasida mexanik o'ynaydi. Servo dvigatellarda mexanik o'yinlar ham bor. Mexanik o'yinni bekor qilish uchun qoidalar quyidagilardir: A) Oldinga yoki soat yo'nalishi bo'yicha harakatlanayotganda, formula: f (x) = P (x) B) Orqaga yoki soat sohasi farqli ravishda harakat qilganda, formula: f (x) = P (x) + O (x)

P (x) va O (x) polinomlardir. O - bu mexanik o'yin tufayli qo'shiladigan ofset. Polinom parametrlarini aniqlash uchun bir yo'nalishda harakatlanayotganda 5 ball va teskari yo'nalishda harakatlanayotganda bir xil 5 ball o'lchanadi.

Agar siz Arduino bilan bir nechta servo dvigatellarni boshqarishni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz va men sizni polinomlar yordamida dasturiy ta'minotni kalibrlashga ishontirgan bo'lsam, mening prfServo Arduino kutubxonamga qarang [4].

Qalamli haydovchi video uchun prfServo kutubxonasi ishlatilgan. To'rtta servo uchun har ikki yo'nalishda besh balli kalibrlash amalga oshirildi.

Boshqa tizimli xatolar: Aktuatorda qo'shimcha tizimli xatolar mavjud: ishqalanish, eksantriklik va ishlatilgan servo kutubxona va servo dvigatellarning o'lchamlari.

Ehtimol, Adafruit Servo Shield [3] ning o'lchamlari bo'ylama yo'nalishda 0,15 mm bo'lishi mumkin. Buning sababi: servo qalqon PWM signalini ishlab chiqarish uchun PCA9685 chipidan foydalanadi. PCA9685 0 dan 100 % gacha PWM signallarini yaratish uchun mo'ljallangan va buning uchun 4096 qiymatga ega. Ammo servo uchun faqat 200 (880 ms) dan 500 (2215 ms) gacha bo'lgan qiymatlar ishlatiladi. 45 mm uyani 300 ga bo'linishi 0,15 mm. Agar siz aylanma harakat uchun matematikani qilsangiz, 180º 300 nuqtaga bo'linganda 0,6º bo'ladi.

11 -qadam: Adabiyotlar

[1] Arduino: https://www.arduino.cc/ [2] Servo kutubxonasi: https://www.arduino.cc/en/reference/servo [3] Adafruit ServoShield: https://www.adafruit. com/product/1411 [4] prfServo kutubxonasi: https://github.com/mrstefangrimm/prfServo [5] Arduino xaritasi funksiyasi:

[6] Misollar to'plami: 0 4765 42610 38815 35620 32525 30030 27635 25240 22445 194