Xətti və Rotary Aktuator: 11 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Bu Təlimat, fırlanan mil ilə xətti bir aktuatorun necə ediləcəyinə aiddir. Bu, bir cismi irəli və geri hərəkət etdirə biləcəyiniz və eyni zamanda döndərə biləcəyiniz deməkdir. Bir obyekti 45 mm (1,8 düym) irəli və irəli hərəkət etdirmək və 180 dərəcə döndərmək mümkündür.

Xərclər təxminən 50 dollardır. Bütün hissələr 3D çap edilə bilər və ya bir hardware mağazasında satın alın.

İstifadə olunan mühərriklər, satışda olan iki servo mühərrikdir. Aşağı qiymətli servoların yanında faydalı bir xüsusiyyəti var: Servoların əlavə nəzarət məntiqinə ehtiyacı yoxdur. Bir Arduino [1] və Servo kitabxanasından [2] istifadə edirsinizsə, 0 ilə 180 arasında bir dəyərin yazılması birbaşa servo motorun mövqeyi və bizim vəziyyətimizdə aktuatorun mövqeyidir. Mən yalnız Arduino -nu tanıyıram, amma əminəm ki, digər platformalarda servoları və buna görə də bu aktuatoru idarə etmək çox sadədir.

Qurmaq üçün ayaqda duran bir qazma maşını və 4.2 mm metal bir matkap lazımdır. Qol yatağınız olmaq üçün M4 qoz -fındıq qazacaqsınız.

Bundan əlavə, bir metal çubuqda M4 ipini kəsmək üçün yaxşı bir dəzgah vintinə və bir vida kalıbına ehtiyacınız var. Çubuqların bərkidilməsi üçün M4 vintli kran lazımdır.

Təchizat

1 Standart Servo Tower Pro MG946R. Servo qolu, 4 M2 montaj vidası və 4 d3 pirinç gövdə ilə gəlir

1 Micro Servo Tower Pro MG90S. Servo qolu və 2 montaj vidası ilə gəlir

11 M2 x l10 mm düz başlı vida

4 M4 yuyucusu

6 M4 qoz

1 d4 mm -lik bağlama halqası

1 ədəd d1 mm

1 Taxta dübel d6 x l120

2 Bir ucunda M4 x l15 saplı d4 x l166 polad və ya alüminium çubuq

1 polad və ya alüminium çubuq d4 x l14, əyilmə halqası ilə

1 Polad və ya alüminium çubuq d4 x l12

Əfsanə: l: uzunluq millimetrdə, d: millimetrdə diametr

Addım 1: 3D çaplı hissələr

Ya sol tərəfli, ya da sağ tərəfli hissələri çap etməlisiniz. Bu Təlimatdakı şəkillər sol tərəfli LnR Aktuatorunu göstərir (Öndən baxanda taxta dübel sol tərəfdədir).

3D printeriniz yoxdursa, yaxınlıqda 3D çap xidməti axtarmağı məsləhət görürəm.

Addım 2: Sürgülü Rulmanlar

Rulmanlar olaraq M4 qoz -fındıq istifadə olunur! Bunun üçün 4.2 mm metal matkapla (M4/3.3 mm) deliklər qazırsınız. Qazılmış M4 qoz -fındıqlarını sürgüdəki deliklərə basın.

2 M4 yuyucusunu kaydırıcıya və sürgünün üstünə yapışdırın.

Addım 3: Mirco Servo və Uzatma Kolu

Mikro Servanı kaydırıcıya quraşdırın.

Sağ tərəfdə uzatma qolunu və qalan 2 M4 qozunu görürsünüz. Qazılmış M4 qoz -fındıqları uzatma qolunun deliklərinə basın.

Addım 4: Sürgü və Döndürülebilir Şaft

Kaydırıcıyı, uzatma qolunu və kaydırıcının üst hissəsini yığın. Eksen olaraq 12 mm uzunluğunda kiçik bir metal çubuq istifadə edin.

Şəklin altında Micro Servo qoluna bərkidilmiş flanşı görürsünüz.

Taxta dübelə (şəklin sağ alt tərəfində) 1,5 mm çuxur qazmalısınız, əks halda ağac qırılacaq.

Addım 5: Servo birgə

Standart servo qoluna 4.2 mm çuxur qazın və 14 mm -lik metal çubuğa çəngəl əlavə edin.

Yuyuculardan birini servo qoluna yapışdırın.

Budur, komponentləri yuxarıdan aşağıya yığmaq:

1) Qıvrım halqasını oxa quraşdırın

2) Yuyucu əlavə edin

3) Servo qolunu uzatma qolunun altından tutun və yığılmış oxu içindən sıxın.

4) Fiksasiya halqasına bir az yapışqan əlavə edin və aşağıdan oxa sıxın.

Şəkil müasir deyil. İkinci bağlama halqasının əvəzinə bağlama fiksatorunu göstərir. Fiksasiya halqası fikri orijinal dizaynın bir hissəsidir.

Addım 6: Servo Dağı

Standart servo aktuatora bərkidilir. Servo açılışdan keçmək üçün kabeli aşağı əymək üçün alt qapağını çıxarmalısınız.

Quraşdırma vintləri əvvəlcə qarışıq gövdələrə, sonra isə aktuatorun deliklərindən keçir. Vidaları LnR-Base-in altına qoyulmuş fiksasiya bloklarına qazın.

Addım 7: Uzunlamasına hərəkət

M4 vida kranı ilə LnR-Base-in arxa müstəvisinin 3,3 mm-lik deliklərinə bir ip kəsdiniz.

Sürgü iki metal çubuq üzərində hərəkət edir. Bunlar LnR-Base-in 4.2 mm ön çuxurlarından, sonra sürüşmə rulmanlarından keçir və aktuatorun arxa müstəvisində M4 iplə bərkidilir.

Addım 8: örtün

Bu LnR Aktuatorudur!

Mikro Servo kabelini düzəltmək üçün bir kağız klipinin bir hissəsi istifadə olunur. Başlığı aktuatora bağlayın və işiniz bitdi.

Addım 9: Arduino Sketch (isteğe bağlı)

Arduino A0 və A1 girişlərinə iki potansiyometr bağlayın. Siqnal pinləri dönmə üçün 7, uzununa hərəkət üçün 8 -dir.

Potensialiometrlər üçün Arduinodan 5 Volt kənar 5 V enerji təchizatı deyil, götürməyiniz vacibdir. Servoları idarə etmək üçün xarici bir enerji təchizatı istifadə etməlisiniz.

Addım 10: Bir Proqramlaşdırma Nümunəsindən kənarda (isteğe bağlı)

LnR Aktuatoru idarə edən proqramdakı sistematik səhvləri bu şəkildə ləğv edirəm. Mexanik çevrilmə və mexaniki oyun səbəbiylə yerləşdirmə səhvini ortadan qaldıraraq, uzununa istiqamətdə 0,5 millimetr və fırlanma hərəkətində 1 dərəcə bir dəqiqləşdirmə dəqiqliyi mümkündür.

Mexanik çevrilmə: Arduinos xəritə funksiyası [5] belə yazıla bilər: f (x) = a + bx. Demo məlumat dəsti [6] üçün maksimum sapma 1,9 mm -dir. Bu, bir nöqtədə aktuatorun mövqeyinin ölçülmüş dəyərdən təxminən 2 millimetr uzaqda olması deməkdir.

3 dərəcəsi olan bir polinom ilə f (x) = a + bx + cx^2 + dx^3, demo məlumatları üçün maksimum sapma 0,3 millimetrdir; 6 qat daha dəqiq. A, b, c və d parametrlərini təyin etmək üçün ən azı 5 nöqtəni ölçmək lazımdır. Demo məlumat dəsti 5 -dən çox ölçü nöqtəsinə malikdir, lakin 5 -i kifayətdir.

Mexanik oynatma: Mexanik çalma səbəbiylə, əvvəlcə irəli və sonra geriyə doğru hərəkət etdirsəniz və ya saat əqrəbi ilə sonra saat əqrəbinin əksinə hərəkət etdirsəniz, mövqedə ofset yaranır. Uzunlamasına istiqamətdə, aktuatorun servo qolu ilə sürgü arasındakı iki birləşmədə mexaniki oynanma var. Dönmə hərəkəti üçün, aktuatorun sürgü ilə şaftlar arasında mexaniki bir hərəkəti vardır. Servo mühərriklərin özləri də bəzi mexaniki oyuna malikdirlər. Mexanik oyunu ləğv etmək üçün qaydalar aşağıdakılardır: A) İrəli və ya saat əqrəbi ilə hərəkət edərkən düstur: f (x) = P (x) B) Geriyə və ya saat əqrəbinin əksinə hərəkət edərkən düstur: f (x) = P (x) + O (x)

P (x) və O (x) polinomlardır. O, mexaniki oyuna görə əlavə olunan ofsetdir. Polinom parametrlərini təyin etmək üçün bir istiqamətdə hərəkət edərkən 5 nöqtəni, əks istiqamətdə hərəkət edərkən eyni 5 nöqtəni ölçün.

Bir Arduino ilə birdən çox servo mühərriki idarə etməyi planlaşdırırsınızsa və sizi polinomlardan istifadə edərək bir proqram kalibrləmə etməyinizə inandırdımsa, prfServo Arduino kitabxanama [4] baxın.

Qələm aparıcı sürücü videosu üçün prfServo kitabxanası istifadə edilmişdir. Dörd servonun hər biri üçün hər iki istiqamətdə beş nöqtəli kalibrləmə edildi.

Digər sistematik səhvlər: Aktuatorda əlavə sistematik səhvlər var: Sürtünmə, eksantriklik və istifadə olunan servo kitabxana və servo mühərriklərin həlli.

Adafruit Servo Shield [3] qətnaməsi, daha əyləncəli bir fakt olaraq, uzununa istiqamətdə 0,15 mm -dir! Bunun səbəbi budur: Servo qalxan PWM siqnalını istehsal etmək üçün PCA9685 çipindən istifadə edir. PCA9685, 0 ilə 100 % arasında PWM siqnalları yaratmaq üçün hazırlanmışdır və bunun üçün 4096 dəyərə malikdir. Ancaq bir servo üçün yalnız 200 (880 μs) ilə 500 (2215 μs) aralığında olan dəyərlər istifadə olunur. 45 mm hubun 300 -ə bölünməsi 0.15 mm -dir. Dönmə hərəkəti üçün riyazi hesablamalar aparsanız, 180º -nin 300 nöqtəyə bölünməsi 0.6º -dir.

Addım 11: İstinadlar

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

[6] Nümunə məlumat dəsti: 0 4765 42610 38815 35620 32525 30030 27635 25240 22445 194