Połączenie czujnika laserowego z siłownikiem liniowym

[marek1707]

Jako sposób realizacji: napędy elektryczne plus zasilanie z pokładowego akumulatora, to na pewno na nie. Rzeczywiście, trendy są takie by do coraz nowszych urządzeń wstawiać coraz więcej inteligencji lub przynajmniej automatyki. Trochę to marketing, ale trochę jednak jakaś poprawa parametrów. Jeżeli udało się wstawić w przerzutkę silnik przełączający biegi i jeszcze to sprzedawać za chore pieniądze, to jakiś rynek na to jest. Weź jednak pod uwagę, że akurat rowery są bardzo trudnym rynkiem. Tu mechanika już dawno osiągnęła szczyty swoich możliwości i postępy z sezonu na sezon są bardzo małe, jeśli nie zerowe. Po prostu nie da się zrobić wiele lżejszych obręczy, ramy czy amortyzatora wciąż spełniających wymogi pracy w ciężkich warunkach wyścigów. Wszystko musi być lekkie i mega wytrzymałe tak, by nie zabić gościa podczas lądowania z dropa czy wybicia do przeskoku przez hopę. I nie mówię tu o maszynach  downhillowych, gdzie masa w zasadzie może być dowolna tylko o lekkich ścigaczach do XC czy maratonów, bo trasy takich wyścigów także obfiują w trudne technicznie odcinki. Elektryczna przerzutka - jeśli już trzymamy się tego przykładu, nie używa mocy swojego źródła zasilania do przciwdziałąnia dużym siłom tylko do sterowania: do przesuwania wózka z trybu na tryb. To wydaje się lekkim zadaniem, prace nad tym by rozwiązanie było lźejsze (a przynajmniej w sumie tak samo ciężkie) jak osprzęt najwyższej klasy trwało latami. Nawet gdyby taki gadżet dawał jakieś zalety (np. szybsza zmiana biegów, brak problemów z przełączaniem przy lekko zużytym łańcuchu czy trybach, automatyczne przejazdy lekko dalej niż trzeba a potem cofanie co zwykle intuicyjnie robi się manetką), ale było cieższe niż zestaw mechaniczy, nikt by na to nawet nie spojrzał. Tutaj trzeba było maksymlanie odchudzić zasilanie (akumulator, sterownik i sam silnik krokowy zintergrownay w kosmicznej przerzutce) by dało radę to sprzedać. I dopiero wtedy mozna było mówić o zaletach jakie przed chwilą wymieniłem. A moim zdaniem, mimo zaangażowania giganta Shimano pomysł wciąż nie przyjął sie na rynku masowym.

W przypadku rozwiązań "siłowych" typu napędy rowerowe, mamy wciąż do czynienia z niedoborami energii. Akumulatory są wciąż zbyt duże i zbyt ciężkie by stanowić ciekawe wsparcie nie tylko dla osób starszych czy w jakiś sposób ułomnych (nawet w sensie wypracowanej sprawności fizycznej). Jeżeli miałbym zamienić moją <10kg ścigałkę ustawioną pod maraton MTB na której z przyjemnością podjeżdżam pod dowolną górkę albo robię sobotnie 100km w lasach wokół Wawy na 20kg maszynę za 5-8kPLN, którą prowadzi się jak słonia, jest wołowata na singletrackach a prądu starcza na 40km, to musiałbym się chyba prochów najeść. Prowadzenie lekkiego i dobrze ustawionego roweru to przyjemność sama w sobie i kto raz tego spróbował, nigdy nie wróci do marketowego (lub w inny sposób obciążonego) sprzętu.

Moim zdaniem Twoje rozwiązanie należy właśnie do tego drugiego rodzaju, tj. rozwiązania "siłowego". Będziesz walczył z grawitacją a to kosztuje mnóstwo mocy: popatrz na stojący w zawisie śmigłowiec. Rzeczywiście, ścieżka rozwoju amortyzatorów to z jednej strony coraz lżejsze konstruckje, ale z drugiej coraz więcej wycudowanych rozwiązań mechanicznych: lekkie sprężyny elastomerowe, dwie przeciwstawne, pompowane komory powietrzne, regulacje coraz większej liczby parameterów (naprężenie wstępne, tłumienie odbicia, długość skoku) właśnie po to, by ten sam amortyzator można było ustawiać pod a) różnych użytkowników, b) różne style jazdy, c) różne podłoża i profile trasy. A ponieważ w mechanikę trudno wbudować inteligencję (choć już zdarzają sie pierwsze jaskółki) to naturalnym kierunkiem wydaje się elektronika. Tu raczej bym sopdziewał się analizatorów drgań (wielkość, częstość) wbudowanych bezpośrednio w amortyzatory niż jakichś radarów podłoża. To przecież w amorku (tak przednim jak i tylnym) widać co i jak dzieje się z ramą czyli z rowerem. Biker intuicyjnie dociąża/odciąża przednie/tylne koło śledząc trasę i patrząc o wiele dalej niż zrobi to jakikolwiek czujnik. Jadąc 30km/h wąską scieżką wśród drzew nie patrzysz przecież pod przednią oś na dołki tylko kilkanaście (i więcej|) metrów do przodu, wybierając optymalną trasę, sposób przeskoczenia korzenia czy doła, ominięcie tarki czy wybierając punkt apeksu i konieczność wcześniejszego złożenia się w trudnym zakręcie z ujemnym skosem. Amortyzatory w tym pomagają, bo dzięki ich robrej regulacji opona utrzymuje jak nadłuższy kontakt z podłożem, ale nie są panaceum. Czasem największą ich wadą jest to... że są. Z uwagi na swoje własności pochłaniania energii zabierają ją nikomu innemu tylko Tobie, choćby tam gdzie musisz mocniej popracować: na podjazdach, na wyjściu z lasu na asfalt, gdy za wszelką cenę trzeba mocniej docisnąć by dojść grupę i nie zostać samotnie w otwartym polu itp. Wymyślono zatem blokadę skoku, by nagle rower MTB stał się sztywny jak szosówka. Wciskając/przekręcając odpowiedni guzik dostajesz za darmo +20% do mocy pedałowania, ale spróbuj nie odblokować takiego "sztywniaka" na najbliższym zjeździe: leżysz i płaczesz albo przynajmniej zostajesz w tyle. No, tak to działa. I właśnie tam przyda się automatyka: do wyczuwania ogólnego profilu trasy i usztywniania lub luzowania w zależności od przejeżdżanych odcinków,do blokowania ugięć gdy dochodzi do pompowania itp. To polega jednak na przytykaniu lub otwieraniu poszczególnych zaworów między komorami a nie siłowej walce zastępującej główną sprężynę lub pompowaną komorę. Wstawianie jakichś silników i ich zasilania do walki z grawitacją i próby "unoszenia" roweru są bez sensu. Z tym to akurat amory od dawna radzą sobie bardzo dobrze. Pamiętaj, że w samochodzie masz potężny silnik a w rowerze każdy gram musi być przesunięty czy wciągnięty na górkę przez użytkownika - to nie jest proste przeniesienie idei, tu nie działają te same pomysły. Niestety, takie modyfikacje o jakich piszę nie leżą w zasięgu amatorów. Nowoczesne amortyzatory już do samego rozmontowania i ponownego złożenia poserwisowego wymagają specjalistycznych narzędzi i wiedzy. Do tego trzeba by zaprojektować i wykonać sterowane zawory pracujące w naprawdę trudnych warunkach a przeciez konstrukcja już i tak jest optymalizowana na masę i wymiary. Tam po prostu nie ma miejsca na rozbudowę. No chyba, że ktoś ma warsztat z CNC i ogromne dośwadczenie w mechanice i rowerowaniu - ale czy wtedy jest jeszcze amatorem?

Mam nadzieję, że powyższe potraktujesz nie jak podcinanie skrzydeł tylko jak spojrzenie kogoś z boku, kto używa tego rodzaj sprzętu i coś tamo jeżdżeniu wie. Oczywiście, kiedyś musiał powstać silnik spalinowy a pierwszy to pewnie nie podziałał dłużej jak kilka minut. Pierwsze samoloty nie latały w ogóle a pierwszy rower nie miał napędu i był z drewna. No i niestety to właśnie na takim poziomie będzie Twoje rozwiązanie, jeśli w ogóle zbudujesz coś działąjącego. I dlatego warto się zastanowić, czy chcesz na to poświęcić czas i pieniądze. Oczywiście własne doświadczenia, zdobyta wiedza i satysfakcja są bezcenne, ale prędzej czy później przychodzi podsumowanie i refleksja. Przemyśl to raz jeszcze, policz coś może, bo masz wystarczająco dużo narzędzi i wiedzy dostępnej na wyciągnięcie ręki by temat przepracować teoretycznie i samemu ocenić, czy Twoje założenia są w ogóle realizowalne.

[Prestige]

Ogromne dzięki za ten długi i bardzo ciekawy post ,jestem pełen podziwu Twojej wiedzy ,otworzyłeś mi trochę oczy przyznam szczerze ,chyba powinnienem się skupić na problemach które są do rozwiązania a nie na sile ulepszać coś co już dobrze działa ,a co powiesz na zamianę tylko sprężyny ,zamiast powietrznej na magnetyczna co pisałem ?Czulosc by na pewno wzrosła i charakterystyka była by zupełnie inna ,można by cos podziałać z ta blokada skoku to tez jest dobry pomysł ,i mam jeszcze opcje automatycznej zmiany tłumienia tzn im większa prędkość tym tłumienie by wie zmieniło ,to chyba by się przydało ? Kto jak nie Ty może wiedzieć lepiej co mu się przyda 🙂

[marek1707]

Nie wiem na czym polega ten nowy pomysł, ale jeśli gdziekolwiek musisz w nim przepuszczać prąd przez cewkę/silnik by podnosić jakąś masę przeciw grawitacji, to właśnie czuję, że zmarnowałem kilka akapitów tekstu Jedyne rozwiązania, które wydają mi się możliwe, technicznie ciekawe i realizowalne (choć niekoniecznie w warunkach amatorskich) to:

1. Wspomniana już elektroniczna regulacja zaworów olejowych lub powietrznych w amortyzatorach dotychczasowej konstrukcji na podstawie analizy sygnałów z czujników ciśnieniowych w komorach lub akcelerometrów na ramie.To nie wymaga siłowego przepychania oleju więc i i energii z zasilania nie bierze, oprócz tej do sterowania rzecz jasna.

2. Indukcyjne/magnetyczne tłumienie ruchów czyli cewka w której poruszający się magnes generuje prąd. Im bardziej zewrzesz cewkę tranzystorem tym trudniej magnesowi przepchnąć się przez cewkę a więc tym bardziej amortyzator będzie "tępy". Do tej pory reguluje się to średnicą kanałów tj. stopniem otwarcia zaworów. Tutaj energię mechaniczną bujania zamieniasz na ciepło w tranzystorze/cewce, podobnie  jak w normalnym amorze grzejesz olej//powietrze.To nie znika przecież, więc trzeba i o tym pomyśleć. Układ nie potrzebuje zasilania mocy a tylko delikatnego zasilania do sterowania elementem wykonawczym. Tłumiona cewka ma inną ch-kę niż przepływający przez przewężenie olej, ale to już kwestia mądrego sterowania.

3. Połączenie obu amortyzatorów - one przecież współpracują w jednej ramie, ale spełniają dwie różne role. Niby oba mają maksymalizować styk opony z ziemią (przy okazji poprawiając komfort jazdy więc mniejsze zmęczenie - głównie układu nerwowego, lepsza koncentracja pod koniec wyścigu), ale nadmierne (w danych warunkach) bujanie pierwszego boli tylko jako spadek efektywności pedałowania (czujesz że pompujesz amor zamiast posuwać się w górę - bo to zwykle na podjazdach się dzieje), a uginanie tylnego bardzo niefajnie czujesz w nogach - bo położenie tylnej piasty "obraca" się lub przesuwa wokół środka obrotu jakim są (w zależności od konstrukcji, liczby zawiasów i geometrii całości) okolice suportu. To z kolei wpływa poprzez łańcuch na korby - ich prędkość i siłę nacisku na pedały - przemyśl to. Gdyby jakąś sprząc zachowanie obu elementów szczególnie podczas stromych podjazdów, byłoby super.

4. Pneumatyka. Lekka butla ciśnieniowa (200-300g?) pompowana do  powiedzmy 200 barów i starczająca na jeden wyścig lub 3-5 godzinną przejażdżkę po lesie. W balonie helowym masz możliwość albo upuszczania gazu (wtedy w dół) albo wywalania balastu (wtedy w górę). W rowerze mógłbyś (bezmocowo) upuszczać powietrze z komory gdy potrzebujesz zmiany jakiejś cechy amora i otwierać (także bezmocowo) zawór wysokiego ciśnienia by dopompować komorę. Coś takiego wydaje się na tyle lekkie by spełniło założenia pomysłu rowerowego, ale wadą jest oczywiście butla. Nie napompujesz jej nawet specjalną, 15-barową pompką do amortyzatorów powietrznych i trzeba by oddawać ją do naładowania albo korzystać z jakichś gotowych, jednorazowych nabojów tak jak to jest w nowoczesnych, błyskawicznych i lekkich pompkach do opon.Trzeba to oczywiście przeliczyć a wydatek powietrza zależałby mocno od "agresywności" systemu kompensacji. Być może to nie musi być tak trywialne a sprężone powietrze nie musi regulować ciśnienia w jednej z komór głównych a poprzez jakiś układ mechaniczny służyć np. do regulacji twardości amora bez zmiany jego wysokości, tłumienia odbicia czy niechby nawet i wysokości. Nie jestem mechanikiem, ale coś takiego wydaje się możliwe. W każdym razie pneumatyka jest lekka a dysponuje duża gęstością energii i na Twoim miejscu przyjrzałbym się jej bliżej.

I na koniec: sprężyna powietrzna słabiej, ale bardziej metalowa ma wspaniałą liniowość - koniecznie o tym poczytaj. To jest nie do zrobienia w przypadku odpychania dwóch magnesów więc nie zrobisz tu skoku 100 czy nawet 60mm z miękką zależnością siły od przesunięcia. Siła pola magnetycznego dramatycznie bowiem spada z odległością. A zastąpienie jednego z magnesów cewką z modulowanym natężeniem to już rozwiązanie gdzie podnosisz prądem rower - odpada z oczywistych względów energetycznych. Wg mnie jedyne sensowne miejsca gdzie możesz wprowadzać inteligencję to bezmocowe sterowanie elementami siłowymi: zmiana światła zaworów hydraulicznych czy pneumatycznych, tłumienie magnetyczne, współpraca obu zawieszeń. O ile jeszcze napęd elektryczny i zamianę lekkiego bike'a na żałosnego kloca jakoś można zrozumieć, o tyle wszystko inne gdzie potrzebujesz mnóstwa prądu do wywołania siły/momentu w rowerze się nie sprawdzi, bo nikt nie będzie ciągnął kilkukilogramowego akumulatora by mieć miękkie i dopasowujące się do profilu trasy zawieszenie.

[Prestige]

Nie ,nie , wszystko dotarło , chodziło mi serwo mechanizm który sterował by pokrętłem tłumienia połączonym z czujnikiem prędkości , ponieważ im większą prędkość tym tłumienie powinno być szybsze bo szybciej wpadasz w dołek np , logiczne ,co do tłumika to myślę żę nie trzeba tego ruszać , to i tak już dobrze działa , jest bardzo proste i bez awaryjne.Czyli można by zrobić coś takiego:

1.Elektroniczną regulację tłumienia z dwoma trybami , manualną pokrętłem oraz automatyczną zależną od prędkości.Takie serwo i elektronika bardzo mało by pobierało prądu.

2.Elektroniczną blokadę skoku obu amortyzatorów która też wykorzystała by serwo ciągnąć lub odpuszczając linkę blokady i tu jakiś przycisk wygodny , kciukowy lub mocniejsze naciśniecie klamki hamulca , to już Ty musiał byś powiedzieć co by było wygodniejsze.Tu też bardzo mało potrzeba prądu do zasilania.

3.Sprężyna magnetyczna bez elektromagnesów jak mówiłeś to bez sensu walczyć z grawitacją takim kosztem ale mam inny pomysł.Można by zrobić takie segmenty na dwóch oringach z mocnymi magnesami neodymowymi.

 

A wyglądało by w ten sposób że na w korku były by magnesy i na dole w tłoku a segmenty w środku były by magnesami z wytoczonymi frezami na luźne oringi bo inaczej latały by luźno w tulei i za każdym segmentem byłby olej do smarowania , oringi były by po dwa by równo się przesuwały magnesy w tulei i tak luźne by tylko utrzymały olej.Tak to widzę , problem tylko w tym że nie mam pojęcia czy te magnesy dadzą taką siłę odpychającą , mam taki stary amortyzator powietrzny i sprawdzę to , przeróbka będzie prosta a do wagi wyciągało by się tylko jednej segment np.Co o tym wszystkim sądzisz ?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Prestige]

Witam , i jak Panowie , co sądzicie o tych pomysłach ? Marku ? 🙂