Lineaarne ja pöörlev ajam: 11 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

See juhend sisaldab teavet selle kohta, kuidas valmistada pööratava võlliga lineaarset ajamit. See tähendab, et saate objekti edasi ja tagasi liigutada ja samal ajal pöörata. Objekti on võimalik 45 mm (1,8 tolli) edasi -tagasi liigutada ja 180 kraadi pöörata.

Kulud on umbes 50 dollarit. Kõiki osi saab printida 3D -vormingus või osta ehituspoest.

Kasutatavad mootorid on kaks müügilolevat servomootorit. Lisaks madala hinnaga servodele on kasulik omadus: Servod ei vaja täiendavat juhtimisloogikat. Kui kasutate Arduino [1] ja selle servoteeki [2], on väärtuse 0 ja 180 vahele kirjutamine otse servomootori asend ja meie puhul täiturmehhanismi asend. Ma tean ainult Arduinot, kuid olen kindel, et teistel platvormidel on ka servode ja seega ka selle täiturmehhanismi juhtimine väga lihtne.

Selle ehitamiseks vajate seisvat puurmasinat ja 4,2 mm metallist puurit. Te kavatsete oma varrukaslaagriteks M4 mutreid välja puurida.

Lisaks vajate metallpulgal M4 keerme lõikamiseks head pingipaika ja kruvisurve. Varraste kinnitamiseks on vaja kruvi M4.

Tarvikud

1 standardne servotorn Pro MG946R. Kaasas servohoob, 4 M2 kinnituskruvi ja 4 d3 messingist kere

1 Micro Servo Tower Pro MG90S. Kaasas servohoob ja 2 kinnituskruvi

11 M2 x 10 mm lamepeaga kruvi

4 M4 pesumasin

6 M4 mutter

1 Kinnitusrõngas d4 mm

1 kirjaklamber d1 mm

1 puidust tüübel d6 x l120

2 Terasest või alumiiniumist varras d4 x l166, mille ühes otsas on keere M4 x l15

1 terasest või alumiiniumist varras d4 x l14, millel on kinnitusrõnga sälk

1 terasest või alumiiniumist varras d4 x l12

Legend: l: pikkus millimeetrites, d: läbimõõt millimeetrites

Samm: 3D -prinditud osad

Peate printima vasakpoolsed või parempoolsed osad. Selle juhendi piltidel on vasakpoolne LnR täiturmehhanism (eest vaadates on puidust tüübel vasakul küljel).

Kui teil pole 3D -printerit, soovitan otsida lähedalt 3D -printimisteenust.

Samm: liuglaagrid

Laagritena kasutatakse M4 mutreid! Selleks puurige 4,2 mm metallpuuriga (M4/3,3 mm) augud välja. Vajutage välja puuritud M4 mutrid liuguri avadesse.

Liimige 2 M4 seibi liuguri ja liuguri ülaosa külge.

Samm: Mirco servo ja pikendushoob

Paigaldage Micro Servo liugurile.

Paremal küljel näete pikendushooba ja ülejäänud 2 M4 mutrit. Vajutage väljapuuritud M4 mutrid pikendushoova avadesse.

Samm: liugur ja pööratav võll

Pange kokku liugur, pikendushoob ja liuguri ülaosa. Teljeks kasutage väikest 12 mm pikkust metallvarda.

Pildi allosas näete äärikut, mis on kinnitatud Micro Servo õla külge.

Puidust tüüblisse (pildi paremal alumine osa) peate puurima 1,5 mm augu, vastasel juhul puit puruneb.

5. samm: servoliide

Puurige 4,2 mm auk standardse servohoova sisse ja lisage 14 mm metallvardale sälk kinnitusrõnga jaoks.

Liimige üks seibist servovarre külge.

Komponentide virnastamine ülevalt alla toimub järgmiselt.

1) Paigaldage kinnitusrõngas teljele

2) Lisage pesumasin

3) Hoidke servovart pikendushoova all ja suruge kokkupandud telg läbi selle.

4) Lisage fikseerimisrõngale veidi liimi ja vajutage seda alt teljele.

Pilt ei ole ajakohane. Teise kinnitusrõnga asemel hüüab see näitama fikseerimisrõngast. Fikseerimisrõnga idee on algse disaini täiustamine.

6. samm: servokinnitus

Tavaline servo on ajami külge kinnitatud. Servo avamisest läbi viimiseks peate eemaldama selle alumise korgi, et saaksite kaabli alla painutada.

Paigalduskruvid lähevad esmalt segadusse ja seejärel täiturmehhanismi avadesse. Puurige kruvid kinnitusplokkidesse, mis asetatakse LnR-aluse alla.

7. samm: pikisuunaline liikumine

Kruviga M4 lõikate niidi LnR-aluse tagumise tasapinna 3,3 mm aukudesse.

Liugur liigub kahel metallvardal. Need surutakse läbi LnR-aluse 4,2 mm esiavadest, seejärel läbi liuglaagrite ja kinnitatakse ajami tagumisel tasapinnal M4 keermega.

8. samm: katke

See on LnR ajam!

Micro Servo kaabli kinnitamiseks kasutatakse kirjaklambri osa. Paigaldage õhupuhasti ajamile ja olete valmis.

9. samm: Arduino visand (valikuline)

Ühendage kaks potentsiomeetrit Arduino sisenditega A0 ja A1. Signaali tihvtid on 7 pöörleva ja 8 pikisuunalise liikumise jaoks.

Oluline on, et võtate potentsiomeetrite jaoks 5 volti Arduino'st, mitte välisest 5 V toiteallikast. Servodega sõitmiseks peate kasutama välist toiteallikat.

10. etapp: lisaks programmeerimise näitele (valikuline)

Nii tühistan süstemaatilised vead tarkvaras, mis juhib LnR täiturmehhanismi. Kõrvaldades mehaanilisest teisendamisest ja mehaanilisest mängust tingitud positsioneerimisvea, on võimalik positsioneerimistäpsus pikisuunas 0,5 millimeetrit ja pöörleval liikumisel 1 kraadi.

Mehaaniline teisendus: Arduinose kaardifunktsiooni [5] saab kirjutada järgmiselt: f (x) = a + bx. Demoandmekogumi [6] puhul on maksimaalne kõrvalekalle 1,9 mm. See tähendab, et ajam on mingil hetkel mõõdetud väärtusest peaaegu 2 millimeetri kaugusel.

Polünoomi puhul, mille aste on 3, f (x) = a + bx + cx^2 + dx^3, on demoandmete maksimaalne kõrvalekalle 0,3 millimeetrit; 6 korda täpsem. Parameetrite a, b, c ja d määramiseks peate mõõtma vähemalt 5 punkti. Demoandmekogumil on rohkem kui 5 mõõtepunkti, kuid 5 on piisav.

Mehaaniline lõtk: mehaanilise lõtku tõttu on asendis nihe, kui liigutate täiturmehhanismi kõigepealt ette ja seejärel tahapoole või kui liigutate seda päripäeva ja seejärel vastupäeva. Pikisuunas on ajamil mehaaniline lõtk servohoova ja liuguri vahel. Pöörleva liikumise korral on ajamil liuguri ja võllide vahel mehaaniline lõtk. Servomootoritel on ka mehaaniline lõtk. Mehaanilise mängu tühistamiseks kehtivad järgmised reeglid: A) Edasi või päripäeva liikudes on valem järgmine: f (x) = P (x) B) Tagasi või vastupäeva liikudes on valem järgmine: f (x) = P (x) + O (x)

P (x) ja O (x) on polünoomid. O on nihe, mis lisatakse mehaanilise mängu tõttu. Polünoomi parameetrite määramiseks mõõtke ühes suunas liikudes 5 punkti ja vastassuunas liikudes sama 5 punkti.

Kui plaanite Arduino abil juhtida mitut servomootorit ja ma veensin teid tegema tarkvara kalibreerimist polünoomide abil, vaadake minu prfServo Arduino raamatukogu [4].

Pliiatsijuhtme video jaoks kasutati prfServo raamatukogu. Iga nelja servo jaoks viidi läbi mõlema suuna viiepunktiline kalibreerimine.

Muud süstemaatilised vead: Täiturmehhanismil on täiendavaid süstemaatilisi vigu: hõõrdumine, ekstsentrilisus ja kasutatud servoteegi ning servomootorite eraldusvõime.

Võib -olla, lõbusa faktina, on Adafruit Servo Shieldi [3] eraldusvõime pikisuunas 0,15 mm! Sellepärast: Servokilp kasutab PWM -signaali saamiseks PCA9685 kiipi. PCA9685 on loodud PWM -signaalide loomiseks vahemikus 0 kuni 100 % ja sellel on 4096 väärtust. Kuid servo puhul kasutatakse ainult lubade väärtusi 200 (880 μs) kuni 500 (2215 μs). 45 mm rumm jagatuna 300 -ga on 0,15 mm. Kui arvutate pöörleva liikumise jaoks, on 180º jagatud 300 punktiga 0,6º.

11. samm: viited

[1] Arduino: https://www.arduino.cc/[2] Servoteek: https://www.arduino.cc/en/reference/servo[3] Adafruit ServoShield: https://www.adafruit. com/product/1411 [4] prfServo raamatukogu: https://github.com/mrstefangrimm/prfServo[5] Arduino kaardifunktsioon:

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