Platforma samopoziomująca

[ajnsztajnik]

Witajcie, jestem tutaj nowy, więc chciałbym się przywitać.

Drodzy koledzy i koleżanki szukam fachowej porady na poniższy temat.

Potrzebuję wykonać platformę która sama będzie poziomowała położony na niej przedmiot. Dokładnie chodzi o to, żeby górna powierzchnia przedmiotu była idealnie równoległa do podłoża. Zamysł był taki, żeby np 4 silniczki umocować w platformie, na przedmiot kłaść żyroskop i cztery silniczki same by ustawiały podstawę tak, żeby powierzchnia była równolegle do podłoża. Maksymalny rozmiar takiego przedmiotu to 25x10x10cm Może macie jakieś inne sugestie pomysły ?

[deshipu]

Dwa silniczki wystarczą, możesz zrobić coś w rodzaju platformy Stewarta. Zamiast żyroskopu to chyba raczej akcelerometr -- odpowiednik pionu murarskiego. Ewentualnie, jeśli jest to płaskie, to możesz też mieć na suficie 3 czujniki odległości.

[marek1707]

Może napisz jeszcze jakiej precyzji oczekujesz (kątowej albo różnic wysokości końców przedmiotu), jak ciężkie przedmioty ma obsługiwać (bo jednak inaczej trzeba podejść do poziomowania cegły a można inaczej do kartki papieru) i czy są dopuszczalne metody dotykowe "od góry". Wydaje się, że najbardziej precyzyjny byłby mechaniczny czujnik mikrometryczny przesuwający się po odpowiednio skalibrowanym "suficie", dotykający przedmiot i mierzący jego odległość (w kilku punktach) od tego sufitu. Myślę, że spokojnie mógłbyś uzyskać dziesiątki mikrometrów dokładności. Możliwie są też metody optyczne: od najprostszej czyli tanie czujniki odległości typu SHARP, poprzez "zrób-to-sam" z diody laserowej i kamerki, na precyzyjnych detektorach (<1um) skończywszy.

Generalnie im dokładniej tym wolniej i/lub drożej. Tak właśnie będzie z akcelerometrem, który trzeba jakoś na przedmiocie położyć (przyssać?) i który będzie jednak miał kabelek. Jeżeli wymiary pozwalają, na pewno da się zrobić akcelerometr z łączem radiowym. Wtedy wystarczyłoby położyć coś wielkości pudełka zapałek na powierzchni przedmiotu i tyle, ale tutaj liczyłbym na okolice 1°.

Acha, i jeszcze: czy warunki pomiaru będą statyczne, czy podłoże będzie się ruszało (np. pokład łodzi, samolotu itp). W tym drugim wypadku ważna będzie też szybkość pracy urządzenia no i poziom będzie "pływał" w nieinercjalnym układzie odniesienia.

[ajnsztajnik]

No to teraz tak:

Przedmioty tak jak pisałem to bryły np drewna 20x25x20cm maksymalnie 3-4kg

nie ma możliwości umocowania czegoś od góry przedmiotu, jednak nie ma problemu, żeby położyć na przedmiocie coś o maksymalnej wysokości 5cm, nie ma więc problemu żeby był alcelerometr z kabelkiem. Warunki statyczne. Oczekiwana dokładność powiedzmy taka jak przy poziomicy (1-2mm między końcami)i wiadomo,żeby koszt nie zabił Weźcie pod uwagę, że będą tam wkładane różne przedmioty, nie tylko taki jak na rysunku, myślę że maksymalna różnica poziomów to 5cm

[SzymonDzw]

Coś zamierzasz potem z tymi bryłami drewna robić?

Proponowałbym silniki z przekładnią ślimakową plus akcelerometr na górze przedmiotu. Do tego kod na zasadzie: puść prąd na silnik na 0.5 s, sprawdź odczyt na akcelerometrze, lepiej? -> puść jeszcze raz, gorzej -> puść w drugą stronę, itp. itd. Tak czy inaczej nie potrzebujesz enkoderów/ potencjometrów/ mikroatomometrów, zwykły PID wpięty pod odczyt z akcelerometru i w miarę stabilny napęd.

Stąd polecam kupić przekładnię ślimakową z silnikiem chociażby z mechanizmu podnoszenia szyby w samochodzie - chodzi o to, że taka przekładnia jest samohamowna, tj. nie ważne jak obciążysz potem stół, ona z cholerę się nie powinna ruszyć.

[qu.i]

ajnsztajnik

Idealne poziomowanie zapewniłby zbiornik z płynem (woda, olej), zabezpieczony od góry przeponą (np. gumową), zapobiegającą rozchlapywaniu medium poziomującego, z pływakiem - stołem mocującym element. Po ustabilizowaniu położenia blokujemy mechanizm i ...do dzieła!

[ajnsztajnik]

nie ma mozliwosci, żeby jakakolwiek ciecz tam była

Musi być to suche, bez jakiejkolwiek szansy na zalanie

[marek1707]

Jeśli działanie tego ma polegać na jednorazowym wypoziomowaniu przedmiotu, to rzeczywiście pierwszy pomysł deshipu z kładzionym na jego powierzchni akcelerometrem jest chyba najprostszy w realizacji. Trójkątna platforma zawieszona wahliwie w jednym rogu i podwieszona w pozostałych wierzchołkach na dwóch napędach powinna załatwić sprawę. To mogą być zwykłe (choć najlepiej cyfrowe) serwa - jeżeli w czasie pracy jesteś w stanie ciągle doprowadzać do nich prąd (ale dokładność tego rozwiązania jest wątpliwa) lub napędy/aktuatory ze śrubą samohamowną. Tym ostatnim można po wypoziomowaniu wyłączyć zasilanie a pozycja zostanie.

Przyszło mi jeszcze do głowy rozwiązanie z piłeczką i kamerką obserwującą jej ruchy. Po znalezieniu stanu stabilnego fiksujesz pozycje napędów a piłeczkę chowasz do kieszeni

[ajnsztajnik]

a konkretnie jakie elementy proponujesz ze śrubą samohamowalną ? nigdy wcześniej nie miałem z tym styczności to też nie może być za wysokie max 5-7 cm

[deshipu]

Jedna z możliwości mogłaby wyglądać tak:

[marek1707]

Nie dostaniesz nic "konkretnie", bo nadal niewiele wiemy o Twoim projekcie. Jak duże przewidujesz "nierówności" tj. jaką max drogę góra-dół będzie musiał pokonywać wierzchołek trójkąta by wypoziomować największe dopuszczalne odchyłki od poziomu? W jakim czasie?

Mechanizm ze śrubą podpatrz w drukarkach 3D (oś Z, czyli właśnie ta pionowa). Tam zwykle jest to silnik krokowy połączony z gwintowanym wałkiem. Ty możesz użyć takiego samego silnika albo zwykłego DC ew. z dodatkową przekładnią rzędu 1:10 - 1:30. Jeśli zależy Ci na wysokości, to przecież silnik nie musi być w osi śruby tylko obok (i odwrócony osią w dół), wtedy wysokości nie będą się dodawać. Praktycznie każdy standardowy gwint jest samohamowny więc tutaj nie będzie problemu. Bierzesz wałek gwintowany M4-M5 z Castoramy, ucinasz, łączysz z silnikiem, do tego jakiś stelaż (profil alu) łożyskujący wałek od góry i tyle. Nakrętka jeździ po tym w górę i w dół a jej obrót zablokowany jest przez zamocowanie do ruchomego stolika. Dla pewności na końcach zakresu ruchu daj jakieś wyłączniki krańcowe.

Możesz też zrobić jak kolega SzymonDzw proponował: zakupić dwa samochodowe siłowniki liniowe lub specjalne do robotów (ale pewnie będą z 10x droższe).

---------------------------------------

EDIT: Jak zwykle, jeden rysunek jest wart 1000 słów

[yasioo]

Tu jest pewnie zaawansowana wersja tego, czego potrzebujesz, ale myślę, że pomysł jest dobry:

[buchbuch]

Robi wrażenie ten film. Wiecie może na jakiej zasadzie ten stolik wykrywa położenie kulki? Ciekawie by wyglądał idący hexapod kręcący kulką ósemki

[deshipu]

Robi wrażenie ten film. Wiecie może na jakiej zasadzie ten stolik wykrywa położenie kulki? Ciekawie by wyglądał idący hexapod kręcący kulką ósemki

Z komentarza pod nagraniem:

This is a semester project in mechatronic control systems at SJSU.

The 6 DOF platform is a proof-of-concept prototype that we created for our senior project (motion simulator). Here, we are using 2 axes of the platform as the output from a PID controller that uses a resistive touch panel mounted on the platform as input. All processing is being done on an Arduino Uno that is controlling 6 R/C servo motors.

For more information about this project or our senior project, please visit our webpage at http://www.fullmotiondynamics.com

[buchbuch]

Dzięki @deshipu nie czytałem tego bo strumieniuje filmy bezpośrednio wtedy nawet da się coś obejrzeć od biedy. Muszę przyznać, że trochę mnie to rozczarowało liczyłem chyba na jakieś bardziej finezyjne rozwiązanie... Powinien mi też dać do myślenia ten czerwony drucik ale przez roztargnienie chyba go przeoczyłem.