Lineáris és forgó működtető: 11 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Ez a használati utasítás arról szól, hogyan lehet egy forgatható tengelyű lineáris működtetőt készíteni. Ez azt jelenti, hogy egy tárgyat előre és hátra mozgathat, és egyidejűleg elforgathatja. Lehetőség van egy tárgy 45 mm -es (1,8 hüvelyk) előre -hátra mozgatására és 180 fokban történő elforgatására.

A költségek körülbelül 50 dollár. Az összes alkatrész nyomtatható 3D -ben, vagy vásárolható hardverboltban.

A használt motorok két kereskedelmi forgalomban kapható szervomotorok. Az alacsony ár mellett a szervóknak van egy hasznos tulajdonsága: A szervóknak nincs szükségük további vezérlő logikára. Arduino [1] és szervokönyvtárának [2] használata esetén a 0 és 180 közötti érték írása közvetlenül a szervomotor helyzete, és esetünkben a hajtómű helyzete. Én csak az Arduino -t ismerem, de biztos vagyok benne, hogy más platformokon is nagyon egyszerű a szervók és így a működtető vezérlése.

Felépítéséhez álló fúrógépre és 4,2 mm -es fémfúróra van szüksége. Fúrni fog M4 -es anyákat hüvelycsapágyakká.

Továbbá szüksége van egy jó padra és egy csavaros szerszámra, hogy egy M4 menetet vágjon egy fémrúdra. A rudak rögzítéséhez M4 csavarcsap szükséges.

Kellékek

1 Standard szervotorony Pro MG946R. Szervokarral, 4 M2 rögzítőcsavarral és 4 d3 sárgaréz burkolattal érkezik

1 Micro Servo Tower Pro MG90S. Szervokarral és 2 rögzítőcsavarral szállítjuk

11 M2 x l10 mm laposfejű csavar

4 M4 alátét

6 M4 anya

1 Rögzítőgyűrű d4 mm

1 gemkapocs d1 mm

1 Fa tipli d6 x l120

2 Acél vagy alumínium rúd d4 x l166, egyik végén M4 x l15 menet

1 Acél vagy alumínium rúd d4 x l14, bepattanó gyűrűs bemetszéssel

1 Acél vagy alumínium rúd d4 x l12

Jelmagyarázat: l: hossz milliméterben, d: átmérő milliméterben

1. lépés: 3D nyomtatott alkatrészek

Vagy ki kell nyomtatnia a bal vagy a jobb oldali részeket. Ennek az utasításnak a képein egy bal oldali LnR működtető látható (elölről nézve a fa dübel a bal oldalon található).

Ha nincs 3D nyomtatója, javaslom, hogy keressen egy 3D nyomtatási szolgáltatást a közelben.

2. lépés: Csúszócsapágyak

Csapágyként az M4 anyákat kell használni! Ehhez fúrja ki az (M4/3,3 mm) lyukakat a 4,2 mm -es fémfúróval. Nyomja be a kifúrt M4 anyákat a csúszka nyílásaiba.

Ragasszon 2 M4 alátétet a csúszkára és a csúszka tetejére.

3. lépés: Mirco szervo és hosszabbító kar

Szerelje fel a Micro Servot a csúszkára.

A jobb oldalon a hosszabbító kar és a fennmaradó 2 M4 anya látható. Nyomja be a kifúrt M4 anyákat a hosszabbító kar nyílásaiba.

4. lépés: Csúsztatható és forgatható tengely

Szerelje össze a csúszkát, a hosszabbító kart és a csúszka tetejét. Tengelyként használja a kis 12 mm hosszú fémrudat.

A kép alján látható a karima, amely a Micro Servo karhoz van rögzítve.

1,5 mm -es lyukat kell fúrnia a fa tiplikbe (a kép jobb alsó sarkában), különben a fa eltörik.

5. lépés: Szervocsukló

Fúrjon 4,2 mm -es lyukat a standard szervo karba, és tegyen egy bevágást a 14 mm -es fémrúdhoz a rögzítőgyűrűhöz.

Ragassza fel az egyik alátétet a szervókarra.

Így rakhatja össze az alkatrészeket felülről lefelé:

1) Szerelje fel a rögzítőgyűrűt a tengelyre

2) Tegyen hozzá alátétet

3) Tartsa a szervokart a hosszabbító kar alatt, és nyomja össze rajta az összeszerelt tengelyt.

4) Adjon hozzá néhány ragasztót a rögzítőgyűrűhöz, és nyomja alulról a tengelyre.

A kép nem naprakész. A második rögzítőgyűrű helyett azt kiáltja, hogy mutassa a rögzítőgyűrűt. A rögzítőgyűrű ötlete az eredeti kialakítás továbbfejlesztése.

6. lépés: Szervo szerelés

A szabványos szervó a hajtóműhöz van rögzítve. Annak érdekében, hogy a szervó átjusson a nyíláson, el kell távolítania az alsó kupakot, hogy le lehessen hajlítani a kábelt.

A rögzítőcsavarok először a rendetlen hajótestbe mennek, majd a hajtómű lyukain keresztül. Fúrja a csavarokat a rögzítő blokkokba, amelyeket az LnR-alap alá helyeznek.

7. lépés: Hosszirányú mozgás

Az M4 csavarcsap segítségével menetet vág az LnR-alap hátsó síkjának 3,3 mm-es lyukaiba.

A csúszka a két fémrúdon mozog. Ezeket az LnR-alap 4,2 mm-es elülső lyukain keresztül, majd a csúszócsapágyakon keresztül tolják, és az M4 menettel rögzítik a hajtómű hátsó síkjában.

8. lépés: Fedél

Ez az LnR aktuátor!

A Micro Servo kábel rögzítéséhez egy gemkapocs egy részét használják. Szerelje fel a motorháztetőt a hajtóműre, és kész.

9. lépés: Arduino vázlat (opcionális)

Csatlakoztasson két potenciométert az Arduino A0 és A1 bemenetéhez. A jelzőcsapok 7 forgó és 8 hosszirányú mozgáshoz.

Fontos, hogy az 5 V -ot az Arduino -ból vegye a potenciométerekhez, és ne a külső 5 V -os tápegységből. A szervók meghajtásához külső tápegységet kell használni.

10. lépés: A programozási példán túl (opcionális)

Így törlöm a szisztematikus hibákat az LnR működtetőt vezérlő szoftverben. A mechanikai átalakításból és a mechanikai játékból adódó pozicionálási hiba kiküszöbölésével 0,5 mm -es pozicionálási pontosság lehetséges hosszirányban és 1 fok forgómozgásban.

Mechanikai átalakítás: Az Arduinos térképfüggvény [5] így írható fel: f (x) = a + bx. A demo adatkészlet [6] esetében a maximális eltérés 1,9 mm. Ez azt jelenti, hogy a hajtómű helyzete közel 2 milliméterre van a mért értéktől.

A 3 fokú polinommal f (x) = a + bx + cx^2 + dx^3, a demóadatok maximális eltérése 0,3 milliméter; 6 -szor pontosabb. Az a, b, c és d paraméterek meghatározásához legalább 5 pontot kell mérnie. A demo adatkészlet több mint 5 mérési pontot tartalmaz, de 5 elegendő.

Mechanikus játék: A mechanikus játék miatt eltolás van abban a helyzetben, ha a hajtóművet előre, majd hátra mozgatja, vagy ha az óramutató járásával megegyező, majd az óramutató járásával ellentétes irányba mozgatja. Hosszirányban a hajtómű mechanikus játékkal rendelkezik a szervokar és a csúszka közötti két ízületben. A forgó mozgáshoz a hajtómű mechanikus játékkal rendelkezik a csúszka és a tengelyek között. A szervomotoroknak is van némi mechanikai játékuk. A mechanikus lejátszás megszakításához a szabályok a következők: A) Ha előre vagy az óramutató járásával megegyező irányba mozog, a képlet a következő: f (x) = P (x) B) Ha az óramutató járásával ellentétesen vagy hátra mozog, a képlet a következő: f (x) = P (x) + O (x)

P (x) és O (x) polinomok. O az eltolás, amelyet a mechanikus játék okoz. A polinom paraméterek meghatározásához mérjen 5 pontot, ha egy irányba mozog, és ugyanazt az 5 pontot, ha ellenkező irányba.

Ha több szervomotor vezérlését tervezi egy Arduino -val, és meggyőztem Önt egy szoftverkalibráláshoz polinomok használatával, tekintse meg prfServo Arduino könyvtáromat [4].

A ceruzavezető meghajtó videóhoz a prfServo könyvtárat használtuk. A négy szervó mindegyikéhez ötpontos kalibrációt végeztek mindkét irányban.

Egyéb szisztematikus hibák: A hajtómű további szisztematikus hibákkal rendelkezik: súrlódás, excentricitás és a használt szervokönyvtár és szervomotorok felbontása.

Talán, inkább szórakoztató tényként, az Adafruit Servo Shield [3] felbontása 0,15 mm hosszirányban! Ezért: A szervópajzs a PCA9685 chipet használja a PWM jel előállításához. A PCA9685 0 és 100 % közötti PWM jeleket hoz létre, és 4096 értékkel rendelkezik. De egy szervó esetében csak a let értékek 200 (880 μs) és 500 (2215 μs) értékeit használják. A 45 mm -es agy 300 -mal osztva 0,15 mm. Ha a forgó mozgást számolja, akkor a 180º osztva 300 ponttal 0,6º.

11. lépés: Hivatkozások

[1] Arduino: https://www.arduino.cc/[2] Szervokönyvtár: https://www.arduino.cc/en/reference/servo[3] Adafruit ServoShield: https://www.adafruit. com/product/1411 [4] prfServo könyvtár: https://github.com/mrstefangrimm/prfServo[5] Arduino térkép funkció:

[6] Példa adatkészlet: 0 4765 42610 38815 35620 32525 30030 27635 25240 22445 194