Aktivizues linear dhe rrotullues: 11 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Ky udhëzues ka të bëjë me mënyrën e krijimit të një aktivizuesi linear me një bosht të rrotullueshëm. Kjo do të thotë që ju mund të lëvizni një objekt përpara dhe prapa dhe ta rrotulloni atë në të njëjtën kohë. Objectshtë e mundur të lëvizni një objekt 45 mm (1.8 inç) para dhe mbrapa dhe ta rrotulloni atë 180 gradë.

Kostot janë afërsisht 50 dollarë. Të gjitha pjesët mund të printohen 3D ose të blihen në një dyqan harduerësh.

Motorët e përdorur janë dy servo motorë komercialisht të disponueshëm. Përveç servos me çmim të ulët, ka një karakteristikë të dobishme: Servos nuk kanë nevojë për ndonjë logjikë shtesë të kontrollit. Në rast se jeni duke përdorur një Arduino [1] dhe bibliotekën e tij Servo [2], shkrimi i një vlere midis 0 dhe 180 është drejtpërdrejt pozicioni i servo motorit dhe në rastin tonë pozicioni i aktivizuesit. Unë e njoh vetëm Arduino -n, por jam i sigurt se në platformat e tjera është gjithashtu shumë e thjeshtë të kontrollosh servos dhe kështu këtë aktivizues.

Për ta ndërtuar atë ju nevojitet një stërvitje në këmbë dhe një stërvitje metalike 4.2 mm. Ju do të shponi arra M4 për të qenë kushinetat tuaja të mëngës.

Më tej keni nevojë për një ves të mirë të stolit dhe një vidë për të prerë një fije M4 në një shufër metalike. Për fiksimin e shufrave kërkohet një rubinet me vidë M4.

Furnizimet

1 Servo Tower Standard MG946R. Vjen me krahun servo, 4 vida montimi M2 dhe 4 trupa prej bronzi d3

1 Micro Servo Tower Pro MG90S. Vjen me krahun servo dhe 2 vida montimi

Vidë me kokë të sheshtë 11 M2 x l10 mm

4 rondele M4

6 arrë M4

1 Unazë fikse d4 mm

1 kapëse letre d1 mm

1 kunj druri d6 x l120

2 Shufra çeliku ose alumini d4 x l166 me fije M4 x l15 në njërin skaj

1 Shufër çeliku ose alumini d4 x l14 me një nivel unaze të parakohshme

1 Shufër çeliku ose alumini d4 x l12

Legjenda: l: gjatësia në milimetra, d: diametri në milimetra

Hapi 1: Pjesë të printuara në 3D

Ju ose duhet të printoni pjesët e majta ose të djathta. Fotografitë në këtë Instructable tregojnë një Aktivizues LnR të anës së majtë (Duke parë nga përpara, kunja prej druri është në anën e majtë).

Nëse nuk keni një printer 3D, ju rekomandoj të kërkoni një shërbim të printimit 3D aty pranë.

Hapi 2: Kushineta rrëshqitëse

Si kushineta, arrat M4 përdoren! Për këtë, ju shponi vrimat (M4/3.3 mm) me stërvitjen metalike 4.2 mm. Shtypni arrat e shpuara M4 në hapjet në rrëshqitës.

Ngjitni rondele 2 M4 në rrëshqitësin dhe pjesën e sipërme të rrëshqitësit.

Hapi 3: Mirco Servo dhe Extension Arm

Montoni Micro Servo mbi rrëshqitësin.

Në anën e djathtë shihni krahun zgjatues dhe 2 arrat e mbetura M4. Shtypni arrat e shpuara M4 në hapjet e krahut zgjatues.

Hapi 4: Rrëshqitës dhe bosht rrotullues

Mblidhni rrëshqitësin, krahun e zgjatjes dhe pjesën e sipërme të rrëshqitësit. Përdorni shufrën e vogël metalike të gjatë 12 mm si bosht.

Në fund të figurës shihni fllanxhën që është ngjitur në krahun Micro Servo.

Ju duhet të shponi një vrimë 1.5 mm në kunjin prej druri (poshtë djathtas të figurës), përndryshe druri do të prishet.

Hapi 5: Servo Joint

Stërvitni një vrimë 4.2 mm në krahun standard të servo dhe shtoni një nivel në shufrën metalike 14 mm për unazën e parakohshme.

Ngjiteni njërën prej rondele në krahun servo.

Kjo është mënyra se si i grumbulloni përbërësit nga lart poshtë:

1) Montoni unazën e kapjes mbi boshtin

2) Shtoni një rondele

3) Mbajeni krahun servo nën krahun zgjatues dhe shtypni boshtin e mbledhur përmes tij.

4) Shtoni pak zam në unazën e fiksimit dhe shtypeni atë nga poshtë mbi boshtin.

Fotografia nuk është e përditësuar. Në vend të unazës së dytë të parakohshme, bërtasni tregoni unazën e fiksimit. Ideja me unazën e fiksimit është një përmirësim i modelit origjinal.

Hapi 6: Servo Mount

Servo standarde i bashkëngjitet aktivizuesit. Në mënyrë që të çoni servo përmes hapjes, duhet të hiqni kapakun e tij të poshtëm në mënyrë që të mund ta përkulni kabllon poshtë.

Vidhat e montimit futen së pari në trupat e rrëmujës, pastaj nëpër vrimat në aktivizues. Stërvitni vidhat në blloqet e fiksimit të cilat janë vendosur nën Baza LnR.

Hapi 7: Lëvizja Gjatësore

Me rubinetin vidë M4 ju prerë një fije në vrimat 3.3 mm të rrafshit të pasmë të Baza LnR.

Rrëshqitësi lëviz në dy shufrat metalike. Këto shtyhen përmes vrimave të përparme 4.2 mm të LnR-Base, pastaj përmes kushinetave rrëshqitëse dhe fiksohen me fijen M4 në rrafshin e pasmë të aktivizuesit.

Hapi 8: Mbuloni

Ky është Aktivizuesi LNR!

Për të rregulluar kabllon Micro Servo, përdoret një pjesë e një kapëse letre. Montoni kapuçin mbi aktivizuesin dhe ju jeni gati.

Hapi 9: Skica Arduino (opsionale)

Lidhni dy potenciometra me hyrjet Arduino A0 dhe A1. Kunjat e sinjalit janë 7 për rrotullues dhe 8 për lëvizje gjatësore.

Importantshtë e rëndësishme që të merrni 5 Volt nga Arduino për potenciometrat dhe jo nga furnizimi i jashtëm me energji 5 V. Për të drejtuar servos duhet të përdorni një furnizim me energji të jashtme.

Hapi 10: Përtej një Shembulli Programimi (opsional)

Kështu i anuloj gabimet sistematike në softuerin që kontrollon LnR Actuator. Duke eleminuar gabimin e pozicionimit për shkak të transformimit mekanik dhe për shkak të lojës mekanike, është e mundur një saktësi pozicionimi prej 0.5 milimetra në drejtimin gjatësor dhe 1 gradë në lëvizjen rrotulluese.

Transformimi mekanik: Funksioni i hartës Arduinos [5] mund të shkruhet si: f (x) = a + bx. Për grupin e të dhënave demo [6], devijimi maksimal është 1.9 mm. Kjo do të thotë që në një moment, pozicioni i aktivizuesit është pothuajse 2 milimetra larg nga vlera e matur.

Me një polinom me shkallë 3, f (x) = a + bx + cx^2 + dx^3, devijimi maksimal për të dhënat demo është 0.3 milimetra; 6 herë më i saktë. Për të përcaktuar parametrat a, b, c dhe d, duhet të matni të paktën 5 pikë. Grupi i të dhënave demo ka më shumë se 5 pika matjeje, por 5 janë të mjaftueshme.

Luajtja mekanike: Për shkak të lojës mekanike, ekziston një kompensim në pozicion nëse lëvizni aktivizuesin përpara përpara dhe më pas, ose nëse e lëvizni në drejtim të akrepave të orës dhe pastaj në drejtim të kundërt. Në drejtimin gjatësor, aktivizuesi ka lojë mekanike në dy nyjet midis krahut servo dhe rrëshqitësit. Për lëvizjen rrotulluese, aktivizuesi ka lojë mekanike midis rrëshqitësit dhe boshteve. Servo motorët gjithashtu kanë një lojë mekanike vetë. Për të anuluar lojën mekanike, rregullat janë: A) Kur lëvizni përpara ose në drejtim të akrepave të orës, formula është: f (x) = P (x) B) Kur lëvizni prapa ose kundër akrepave të orës, formula është: f (x) = P (x) + O (x)

P (x) dhe O (x) janë polinome. O është kompensimi që shtohet për shkak të lojës mekanike. Për të përcaktuar parametrat polinomikë, matni 5 pikë kur lëvizni në një drejtim dhe të njëjtat 5 pika kur lëvizni në drejtim të kundërt.

Nëse planifikoni të kontrolloni servo motorë të shumtë me një Arduino dhe ju binda që të bëni një kalibrim softuer duke përdorur polinome, hidhini një sy bibliotekës sime prfServo Arduino [4].

Për videon e drejtimit të lapsit, u përdor biblioteka prfServo. Për secilën nga katër servot u bë një kalibrim me pesë pika në të dy drejtimet.

Gabime të tjera sistematike: Aktivizuesi ka gabime sistematike shtesë: Fërkimi, ekscentriciteti dhe zgjidhja e bibliotekës dhe servo motorëve të përdorur.

Ndoshta, më shumë si një fakt argëtues, zgjidhja e Adafruit Servo Shield [3] është 0.15 mm në drejtim gjatësor! Ja pse: Mburoja servo përdor çipin PCA9685 për të prodhuar sinjalin PWM. PCA9685 është krijuar për të krijuar sinjale PWM midis 0 dhe 100 % dhe ka 4096 vlera për këtë. Por për një servo, përdoren vetëm vlerat e letër thotë 200 (880 μs) deri në 500 (2215 μs). Nyja 45 mm e ndarë me 300 është 0.15 mm. Nëse e bëni matematikën për lëvizjen rrotulluese, 180º e ndarë me 300 pikë është 0.6º.

Hapi 11: Referencat

[1] Arduino: https://www.arduino.cc/ [2] Servo biblioteka: https://www.arduino.cc/en/reference/servo64 com/product/1411 [4] biblioteka prfServo: https://github.com/mrstefangrimm/prfServo ELEMENTS] Funksioni i hartës Arduino:

[6] Shembull i grupit të të dhënave: 0 4765 42610 38815 35620 32525 30030 27635 25240 22445 194