محرک خطی و چرخشی: 11 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این دستورالعمل در مورد نحوه ساخت یک محرک خطی با یک محور قابل چرخش است. این بدان معناست که می توانید یک شی را به جلو و عقب حرکت داده و آن را به طور همزمان بچرخانید. این امکان وجود دارد که یک جسم را 45 میلی متر (1.8 اینچ) به جلو و عقب حرکت داده و آن را 180 درجه بچرخانیم.

هزینه ها تقریبا 50 دلار است. همه قطعات را می توان به صورت سه بعدی چاپ کرد یا در یک فروشگاه سخت افزار خریداری کرد.

موتورهای مورد استفاده دو سروو موتور تجاری هستند. در کنار سروهای ارزان قیمت ، یک ویژگی مفید نیز وجود دارد: سروها به هیچ منطق کنترل اضافی احتیاج ندارند. در صورت استفاده از آردوینو [1] و کتابخانه سرو آن [2] ، نوشتن مقداری بین 0 تا 180 به طور مستقیم موقعیت موتور سروو و در مورد ما موقعیت محرک است. من فقط آردوینو را می شناسم اما مطمئن هستم که در سیستم عامل های دیگر نیز کنترل سرویس ها و در نتیجه این محرک بسیار ساده است.

برای ساخت آن به یک دستگاه مته ایستاده و یک مته فلزی 4.2 میلیمتری نیاز دارید. شما قصد دارید مهره های M4 را سوراخ کنید تا بلبرینگ آستین شما باشد.

علاوه بر این ، برای بریدن نخ M4 روی یک میله فلزی ، به یک نیمکت خوب و قالب پیچ نیاز دارید. برای تثبیت میله ها ، یک پیچ M4 مورد نیاز است.

تدارکات

1 استاندارد Servo Tower Pro MG946R. همراه با بازوی سروو ، 4 پیچ نصب M2 و 4 بدنه برنجی d3

1 Micro Servo Tower Pro MG90S. همراه با بازوی سروو و 2 پیچ نصب

پیچ سر تخت 11 M2 x 10 میلی متر

4 واشر M4

6 مهره M4

1 حلقه محکم d4 میلی متر

1 گیره کاغذ d1 میلی متر

1 رولپلاک چوبی d6 x l120

2 میله فولادی یا آلومینیومی d4 x l166 با نخ M4 x l15 در یک سر

1 میله فولادی یا آلومینیومی d4 x l14 با بریدگی حلقه محکم

1 میله فولادی یا آلومینیومی d4 x l12

افسانه: l: طول در میلی متر ، d: قطر در میلی متر

مرحله 1: قطعات چاپ سه بعدی

شما یا باید قسمت های سمت چپ یا سمت راست را چاپ کنید. تصاویر موجود در این دستورالعمل یک LnR Actuator سمت چپ را نشان می دهد (از رو به رو ، رولپلاک چوبی در سمت چپ است).

اگر چاپگر سه بعدی ندارید ، توصیه می کنم به دنبال خدمات چاپ سه بعدی در نزدیکی آن باشید.

مرحله 2: بلبرینگ های کشویی

به عنوان یاتاقان ، از مهره های M4 استفاده می شود! برای این کار ، سوراخ های (M4/3.3 میلی متر) را با مته فلزی 4.2 میلی متر سوراخ می کنید. مهره های سوراخ شده M4 را به دهانه های لغزنده فشار دهید.

واشر 2 M4 را روی نوار لغزنده و قسمت بالای لغزنده بچسبانید.

مرحله 3: Mirco Servo و Extension Arm

Micro Servo را روی اسلایدر نصب کنید.

در سمت راست بازوی فرمت و 2 مهره باقی مانده M4 را مشاهده می کنید. مهره های سوراخ شده M4 را در دهانه بازوی فرمت فشار دهید.

مرحله 4: لغزنده و شفت قابل چرخش

نوار لغزنده ، بازوی فرمت و نوار کشویی را جمع کنید. از میله فلزی کوچک به طول 12 میلی متر به عنوان محور استفاده کنید.

در پایین تصویر فلنجی را مشاهده می کنید که به بازوی Micro Servo متصل شده است.

شما باید سوراخ 1.5 میلی متری را روی رولپلاک چوبی (پایین سمت راست تصویر) ایجاد کنید ، در غیر این صورت چوب می شکند.

مرحله 5: Servo Joint

یک سوراخ 4.2 میلی متری در بازوی سروو استاندارد ایجاد کنید و یک حلقه به میله فلزی 14 میلی متری برای حلقه محکم اضافه کنید.

یکی از واشرها را روی بازوی سروو بچسبانید.

نحوه قرار دادن اجزا از بالا به پایین به شرح زیر است:

1) حلقه ضربه گیر را روی محور نصب کنید

2) یک واشر اضافه کنید

3) بازوی سروو را زیر بازوی فرمت نگه دارید و محور مونتاژ شده را از طریق آن فشار دهید.

4) مقداری چسب به حلقه ثابت اضافه کنید و آن را از پایین به محور فشار دهید.

عکس به روز نیست. به جای حلقه ضربه محکم و ناگهانی ، حلقه ثابت را نشان دهید. این ایده با حلقه ثابت ، ارتقاء طرح اصلی است.

مرحله 6: سروو کوه

سروو استاندارد به محرک متصل است. به منظور رساندن سروو از طریق دهانه ، باید درپوش پایینی آن را بردارید تا بتوانید کابل را به سمت پایین خم کنید.

پیچ های نصب ابتدا به بدنه های آشفته و سپس از طریق سوراخ های محرک وارد می شوند. پیچ ها را در بلوک های تثبیت کننده که در زیر LnR-Base قرار گرفته اند ، سوراخ کنید.

مرحله 7: حرکت طولی

با استفاده از شیر M4 ، یک نخ را در سوراخ های 3.3 میلی متری صفحه پشتی LnR-Base برش دهید.

لغزنده روی دو میله فلزی حرکت می کند. این سوراخ ها از طریق سوراخ های جلویی 4.2 میلی متری LnR-Base ، سپس از طریق بلبرینگ های کشویی رانده شده و با نخ M4 در صفحه پشتی محرک ثابت می شوند.

مرحله 8: پوشش دهید

آن LnR Actuator است!

برای تعمیر کابل Micro Servo ، از قسمتی از گیره کاغذ استفاده می شود. هود را روی محرک نصب کنید و کار تمام است.

مرحله 9: طرح آردوینو (اختیاری)

دو پتانسیومتر به ورودی های آردوینو A0 و A1 وصل کنید. پایه های سیگنال 7 برای چرخش و 8 برای حرکت طولی هستند.

مهم است که 5 ولت را از آردوینو برای پتانسیومترها بگیرید و نه از منبع تغذیه خارجی 5 ولت. برای رانندگی سرویس ها ، باید از منبع تغذیه خارجی استفاده کنید.

مرحله 10: فراتر از مثال برنامه نویسی (اختیاری)

به این ترتیب من خطاهای سیستماتیک را در نرم افزاری که LnR Actuator را کنترل می کند لغو می کنم. با حذف خطای موقعیت یابی در اثر تبدیل مکانیکی و در اثر بازی مکانیکی ، دقت موقعیت یابی 0.5 میلی متر در جهت طولی و 1 درجه در حرکت چرخشی امکان پذیر است.

تبدیل مکانیکی: عملکرد نقشه آردوینوس [5] را می توان به صورت زیر نوشت: f (x) = a + bx. برای مجموعه داده های نمایشی [6] ، حداکثر انحراف 1.9 میلی متر است. این بدان معناست که در موقعیتی ، موقعیت محرک تقریباً 2 میلی متر با مقدار اندازه گیری شده فاصله دارد.

با چند جمله ای با درجه 3 ، f (x) = a + bx + cx^2 + dx^3 ، حداکثر انحراف برای داده های نمایشی 0.3 میلی متر است. 6 برابر دقیق تر برای تعیین پارامترهای a ، b ، c و d ، باید حداقل 5 نقطه را اندازه گیری کنید. مجموعه داده های نمایشی بیش از 5 نقطه اندازه گیری دارد ، اما 5 مورد کافی است.

بازی مکانیکی: به دلیل بازی مکانیکی ، اگر عملگر را ابتدا به جلو و سپس به عقب حرکت دهید ، یا در جهت عقربه های ساعت و سپس خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت دهید ، یک حالت افست در موقعیت وجود دارد. در جهت طولی ، محرک بازی مکانیکی در دو مفصل بین بازوی سروو و لغزنده دارد. برای حرکت دوار ، محرک بازی مکانیکی بین لغزنده و شفت ها دارد. سرو موتورها نیز خودشان دارای عملکرد مکانیکی هستند. برای لغو بازی مکانیکی ، قوانین عبارتند از: الف) هنگام حرکت به جلو یا جهت عقربه های ساعت ، فرمول این است: f (x) = P (x) B) هنگام حرکت به عقب یا خلاف جهت عقربه های ساعت ، فرمول این است: f (x) = P (x) + O (x)

P (x) و O (x) چند جمله ای هستند. O افست است که به دلیل بازی مکانیکی اضافه می شود. برای تعیین پارامترهای چند جمله ای ، هنگام حرکت در یک جهت 5 نقطه و در هنگام حرکت در جهت مخالف همان 5 نقطه را اندازه بگیرید.

اگر قصد دارید چندین موتور سروو را با آردوینو کنترل کنید و من شما را متقاعد کردم که با استفاده از چند جمله ای کالیبراسیون نرم افزاری را انجام دهید ، به کتابخانه prfServo Arduino من نگاهی بیندازید [4].

برای فیلم رانندگی با مداد از کتابخانه prfServo استفاده شد. برای هر یک از چهار سرو یک کالیبراسیون پنج نقطه ای در هر دو جهت انجام شد.

سایر خطاهای سیستماتیک: محرک دارای خطاهای سیستماتیک اضافی است: اصطکاک ، گریز از مرکز و وضوح کتابخانه سرو سرو و موتورهای سروو.

شاید ، بیشتر به عنوان یک واقعیت سرگرم کننده ، رزولوشن Adafruit Servo Shield [3] در جهت طولی 0.15 میلی متر باشد! دلیل این امر این است: سروو سپر از تراشه PCA9685 برای تولید سیگنال PWM استفاده می کند. PCA9685 برای ایجاد سیگنال PWM بین 0 تا 100٪ طراحی شده است و برای آن 4096 مقدار دارد. اما برای سروو ، فقط مقادیر lets می گوید 200 (880μs) تا 500 (2215μs) استفاده می شود. هاب 45 میلی متری تقسیم بر 300 0.15 میلی متر است. اگر برای حرکت دوار محاسبه کنید ، 180 درجه تقسیم بر 300 نقطه 0.6 درجه است.

مرحله 11: منابع

[1] آردوینو: https://www.arduino.cc/on's2] کتابخانه سرو: https://www.arduino.cc/fa/reference/servoon's3] Adafruit ServoShield: https://www.adafruit. com/product/1411 [4] کتابخانه prfServo: https://github.com/mrstefangrimm/prfServoon's5] عملکرد نقشه آردوینو:

[6] مجموعه داده های نمونه: 0 4765 42610 38815 35620 32525 30030 27635 25240 22445 194