Napęd do platformy Stewarta

[danielll]

Chciałbym zabrać się za wykonanie platformy Stewarta. Zastanawiam się między zastosowaniem serw lub siłowników, lecz bardziej skłaniam się ku temu drugiemu rozwiązaniu. Niestety po przejrzeniu różnych ofert w necie widzę tylko siłowniki stosowane do centralnego zamka, które mogą nie być wystarczające i chyba ich sterowanie może być kłopotliwe, oraz duże siłwniki, których cena zazwyczaj przekracza 150zł. Potrzebuję ich 6 więc wolałbym trochę ograniczyć koszt a Chiny odpadają. Czy możecie mi polecić jakiś siłwnik którego być może nie znalazłem albo może jakąś dobrą alternatywę. Załóżmy wstępnie że chciałbym się zmieścić w 500zł.

[wn2001]

@danielll Niestety, Twoje zapytanie jest nieprecyzyjne, ciężko coś powiedzieć bez kilku pytań:

a) dlaczego zaczynasz "od szczegółu do ogółu" - napędy wynikają raczej z tego, jakie będą parametry Twojej konstrukcji?
b) robot jako praca dyplomowa, na konkurs czy może do jakieś zastosowania komercyjnego?
c) jaki udźwig, długości ramion, pole robocze?
d) nie jestem ekspertem w tej dziedzinie, ale książkowo platforma Stewarta zakłada napędy liniowe? Wykorzystasz właśnie je (siłowniki elektryczne, tutaj znowu warto byłoby zobaczyć link 🙂) czy napędy obrotowe (bo mówisz o serwach, chodzi o serwomechanizmy modelarskie)? Tutaj znowu zachodzi pewna wątpliwość, bo serwo modelarskie na dźwigni 20cm, a siłownik to zamka centralnego to dwie różne klasy sił 😉 A jeżeli siłownik do zamka, to ma wbudowana enkodery? Czy dorobisz je sam?

Budżet 500zł to na napędy, czy cały projekt? Jeśli tak, to nie jest to dużo, musisz bardziej celować w coś takiego (ten projekt bardzo mi się podoba, a wykorzystuje "jedynie" 6 serw MG995): 

Jeżeli to ma być praca dyplomowa, to wiadomo, że duże pieniądze na napędy nie są wskazane (przynajmniej tak myślę). Sześć serw MG995 (ale porządnych 🙂) to 250zł, a i tak wydatków będziesz miał jeszcze sporo 🙂

Pozdrawiam 

[danielll]

Widziałem tą pracę i też mi się podoba 😀

To nawet nie praca dyplomowa a tylko przejściowa, którą może później przedłużę na inżynierkę. Aż nie wiem czy nie zbyt ambitnie chcę zacząć. Dlatego najpierw chciałem sprawdzić czy uda mi się ogarnąć takie główne elementy. Budżet, który podałem mogę przeznaczyć na same siłowniki. Nie jest też jakiś bardzo ścisły więc jeśli by bylo za 600 to też spoko.  Oczywiście wolałbym wykorzystać siłowniki ze względu na pełną liniowość, a serwa to trochę tańsza alternatywa.  Z tymi enkoderami do zamka narazie nie wiem jak wygląda sterowanie i właśnie obawiam się, że może to być kłopotliwe, bo są one jednak dostosowane do tego konkretnego zastosowania (zazwyczaj 5przewodowa wiązka do elektryki auta,  duży pobór prądu  i pewnie gwałtowny wysuw, a nawet nie wiem czy da się wolno). Nie zależy mi na dużym udźwigu a jedynie obawiam się, że właśnie te siłowniki do centralnego zamka mogą mieć tez zbyt krótki skok. Chciałbym też to zrobić w trochę większej skali  a tamte mają ok. 12-13cm długości i wysuw tylko ok. 2cm. Jeśli chodzi o pole robocze, długość ramion to dostosowałbym ją właśnie do siłowników, które w tym wszystkim są jednak najistotniejszym elementem. 

Możliwe, że z tych wszystkich powodów będę musiał zrezygnować z siłowników i wykorzystać serwa podobnego typu jak na załączonej przez ciebie fotografii. 

[danielll]

Siłownik

Aktualnie znalazłem taki najtańszy. Czy da radę znaleźć coś trochę mniejszego by zminimalizować jeszcze koszty. Udźwig 150kg jest dość mocno przesadny. Co prawda mogę kupić w botlandzie ze zniżką 20%, jednak to nadal jest sporo. O tych z centralnego zamka przeczytałem ze do tego zastosowania zdecydowanie się nie nadaje gdyż są sterowane skokowo, czyli ciężko wysterować położenie pośrednie.

[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

[wn2001]

Dnia 4.02.2021 o 17:14, danielll napisał:

To nawet nie praca dyplomowa a tylko przejściowa, którą może później przedłużę na inżynierkę. Aż nie wiem czy nie zbyt ambitnie chcę zacząć. Dlatego najpierw chciałem sprawdzić czy uda mi się ogarnąć takie główne elementy. Budżet, który podałem mogę przeznaczyć na same siłowniki. Nie jest też jakiś bardzo ścisły więc jeśli by bylo za 600 to też spoko.

Jasne, rozumiem 🙂

Dnia 4.02.2021 o 17:14, danielll napisał:

Z tymi enkoderami do zamka narazie nie wiem jak wygląda sterowanie i właśnie obawiam się, że może to być kłopotliwe, bo są one jednak dostosowane do tego konkretnego zastosowania (zazwyczaj 5przewodowa wiązka do elektryki auta,  duży pobór prądu  i pewnie gwałtowny wysuw, a nawet nie wiem czy da się wolno).

Wszystko zależy od konkretnej konstrukcji - jeżeli siłownik liniowy to silnik DC z przekładnią + śruba, to można PWM ograniczyć w pewnym zakresie jego prędkość, ale poniżej pewnego progu silnik "nie będzie chciał ruszyć". Oczywiście można stosować soft- i start-stop, ale bez praktycznych testów nie można ocenić, czy będzie ono wystarczające do Twojej aplikacji 🙂

Dnia 4.02.2021 o 17:14, danielll napisał:

Nie zależy mi na dużym udźwigu a jedynie obawiam się, że właśnie te siłowniki do centralnego zamka mogą mieć tez zbyt krótki skok. Chciałbym też to zrobić w trochę większej skali  a tamte mają ok. 12-13cm długości i wysuw tylko ok. 2cm. Jeśli chodzi o pole robocze, długość ramion to dostosowałbym ją właśnie do siłowników, które w tym wszystkim są jednak najistotniejszym elementem. 

To raczej pole robocze byłoby miniaturowe? Wyobrażam sobie, że wysuw ~2cm na oś to raczej niewielki obszar, nawet jeśli rozwiązanie jest amatorskie - weź pod uwagę, że nisko-kosztowe przeguby też dadzą nawet kilka milimetrów luzu, więc warto, aby to pole robocze było może większe? Bo może dojść do paradoksu, że np. luz będzie stanowił 10% pola roboczego 🙂

19 minut temu, danielll napisał:

Siłownik

Aktualnie znalazłem taki najtańszy. Czy da radę znaleźć coś trochę mniejszego by zminimalizować jeszcze koszty. Udźwig 150kg jest dość mocno przesadny. Co prawda mogę kupić w botlandzie ze zniżką 20%, jednak to nadal jest sporo. O tych z centralnego zamka przeczytałem ze do tego zastosowania zdecydowanie się nie nadaje gdyż są sterowane skokowo, czyli ciężko wysterować położenie pośrednie.

Jasne, również rozumiem 🙂 Oczywiście siła 150kg jest wielokrotnie większa niż to, co potrzebujesz - zwróć uwagę na dwie rzeczy:

a) pół centymetra na sekundę - czyli pełne wsunięcie lub wysunięcie to pół minuty, a to - wbrew pozorom - sporo;

b) załóżmy, że testujesz i coś Ci nie działa - np. enkoder - zniszczenia, jakie może spowodować tak silny siłownik, mogą być spore (dlatego w hobbystycznych projektach z siłą też nie należy przesadzać, aby w razie blokady napędy się najzwyczajniej w świecie zatrzymały 😉)

EDIT: A myślałeś może, aby takie 6 osi liniowych skonstruować samemu? Dwie prowadnice, śruba, silnik krokowy i kilka elementów drukowanych 😉

Edytowano Luty 5, 2021 przez wn2001

[danielll]

11 godzin temu, wn2001 napisał:

 A myślałeś może, aby takie 6 osi liniowych skonstruować samemu? Dwie prowadnice, śruba, silnik krokowy i kilka elementów drukowanych 😉

Jeszcze nie rozważałem takiej opcji. Nie wiem czy dałoby się takim samodzielnie zrobionym siłownikiem precyzyjnie sterować. Mogłyby się pojawić tez jakies dodatkowe momenty choćby z oporów na śrubie. Nie wiem też czy nie wyszłoby jeszcze drożej niz te  siłowniki. Sam silnik krokowy to conajmniej 50zł plus kilka dodatkowych elementów. Widziałeś może w Internecie jakieś ciekawe rozwiązanie takiego siłownika z silnika krokowego żebym mógł zobaczyć? Narazie znalazłem coś takiego:

Edytowano Luty 6, 2021 przez danielll

[ethanak]

6 minut temu, danielll napisał:

jakieś ciekawe rozwiązanie takiego siłownika z silnika krokowego

Poszukaj konstrukcji drukarki 3d typu delta. W sumie bardzo podobna konstrukcja, tyle że ma trzy siłowniki.

 

[danielll]

obejrzalem troche tego typu rozwiązania i chyba jednak lepiej będzie pozostać przy serwach. Taki siłownik z silnika krokowego musiałby być w całości zamontowany na przegubie sferycznym, a całośc wygladalaby raczej niezbyt ciekawie. Cenowo tez wyszłoby to raczej sporo

[wn2001]

7 godzin temu, danielll napisał:

Jeszcze nie rozważałem takiej opcji. Nie wiem czy dałoby się takim samodzielnie zrobionym siłownikiem precyzyjnie sterować. Mogłyby się pojawić tez jakies dodatkowe momenty choćby z oporów na śrubie. Nie wiem też czy nie wyszłoby jeszcze drożej niz te  siłowniki. Sam silnik krokowy to conajmniej 50zł plus kilka dodatkowych elementów. Widziałeś może w Internecie jakieś ciekawe rozwiązanie takiego siłownika z silnika krokowego żebym mógł zobaczyć? Narazie znalazłem coś takiego:

@danielll Oczywiście opory od śruby istnieją, podobnie jeśli coś do takiego modułu liniowego byś dołożył - ale jeśli silnik krokowy ma np. dynamiczny moment 0,2Nm, to czy tam będzie 0,0Nm, czy 0,05Nm czy 0,15Nm, to nie powinno wpłynąć to na jego dokładność (nie powinno wystąpić "gubienie kroków"). Tak silnik to kilkadziesiąt złotych, śruba trapezowa lub pasek (tańsza opcja), dwie prowadnice - w 100 lub 150zł się zmieścisz, ale byłoby to rozwiązanie "szyte na miarę"

7 godzin temu, ethanak napisał:

Poszukaj konstrukcji drukarki 3d typu delta. W sumie bardzo podobna konstrukcja, tyle że ma trzy siłowniki.

@ethanak Tak, zgadza się - pomijając fakt, jak są umieszczone napędy oraz czy są liniowe/obrotowe - deltę i platformę Stewarta łączy je wiele wspólnego: oba są manipulatorami równoległymi, napędy są umieszone we wspólnej bazie (układzie odniesienia), ruch jest przenoszony przez przeguby kulowe, które łączą się do wspólnego efektora. Przy delcie jedynie są trzy napędy, co powoduje matematycznie, że ramiona tworzące równoległoboki (bo od każdego siłownika odchodzą dwa ramiona) utrzymują efektor zawsze w tej samej pozycji kątowej (co jest przy druku 3D oczywiście pożądane 😉). Przy w/w platformie każde z tych dwóch ramion ma napęd niezależny (3x2 = 6), więc oprócz pozycji XYZ można wpływać na pozycje kątową, czyli generalnie osi jest sześć 🙂 

7 godzin temu, danielll napisał:

obejrzalem troche tego typu rozwiązania i chyba jednak lepiej będzie pozostać przy serwach. Taki siłownik z silnika krokowego musiałby być w całości zamontowany na przegubie sferycznym, a całośc wygladalaby raczej niezbyt ciekawie. Cenowo tez wyszłoby to raczej sporo

Rozumiem, co masz na myśli pisząc jednak o "przegubie sferycznym"? A widziałeś ten film? Mam dla Ciebie jeszcze jeden link: https://www.banggood.com/HANPOSE-HPV2-Linear-Guide-Set-Openbuilds-V-Linear-Actuator-Effective-Travel-100-400mm-Linear-Module-with-17HS3401S-Stepper-Motor-p-1416715.html

Jeszcze jeden pomysł - jeśli chcesz mieć i serwa, i ruch liniowy, to może coś takiego? https://www.thingiverse.com/thing:3170748

I jeszcze jedno pytanie - czy widziałeś to? https://www.thingiverse.com/search?q=stewart+platform&type=things&sort=relevant

[danielll]

Dzięki. Tych linków nie widziałem.

Fajny jest w sumie taki sposob zrobienia napedu liniowego. Trochę już udało mi się zorientować o dostępnych opcjach zrobienia tego. Teraz pogadam o tym z opiekunem projektu i mam nadzieje ze to mi pomoze podjac decyzje. Moze zdecyduje sie tą pracę przedłużyc na inzynierke i wtedy juz bym zrobił to porzadnie na najtanszych dostepnych silownikach tak jak z tego przedostatniego linku ktory wrzuciles. To sterowanie reka tez jest swietnym pomyslem na pozniejszy etap projektu 😀

Edytowano Luty 7, 2021 przez danielll