MAL4X Научно-технический форум разработчиков симуляторов и автоматики


Симуляторы перегрузок. DIY электроника. ЭВМ. Компьютерные сети.
Up

Механика кресла

Строим реалистичный симулятор перегрузок своими руками. Рекомендации. Советы.

Модераторы: Death_Morozz, null, Ale

Re: Механика кресла

Сообщение SimAl » 13 июн 2015, 16:19

qwerty79 писал(а):Спасибо за наводку!
Только я не пойму этот двигатель шаговый? Что-то как-то много проводов у него и драйвер к нему прилагается. Не усложнит ли это все?
Если бы кто-нибудь расписал преимущества использования различных двигателей.
Для меня чем проще тем лучше. Я бы вообще взял сразу связку мотор-редуктор, полностью подогнанную.
Если чем проще, тем лучше, то однозначно коллекторный двигатель. Много разных прошивок, драйверов и гайдов всех мастей.

Это BLDC по смыслу похоже на шаговый, но только не шаговый. Идея в том, что по сравнению с шаговым - больше оборотов, соответственно выше мощность, не пропускает шаги, поскольку есть датчик ОС. По сравнению с коллекторным по-идее надежнее, если это критично.

Вообще у меня есть простая конструкция (но на шаговых двигателях, я где-то здесь видео выкладывал)
под такой двигатель: удлиняется вал двигателя, сАдится на подшипники, на него (вал) наматывается стальной тонкий трос (вообще я хотел найти кевларовый, но для тестов сойдет стальной) и этот трос таскает что нужно. Допустим линейную направляющую, получится линейный актуатор.

Применительно к этому двигателю: У него установившейся момент 0,8 Н*м при 3000 об/мин, пиковый 2,4 Н*м. Если сделать вал диаметром 1см, момент на тросе составит 160Н (16,3кгс) при скорости 157см/с. Просится редуктор где-то 1:10, т.к. на скорости 157см/с не сложно головой попортить потолок. И будет 163кгс при 15см/с При этом пиковый момент составит 500 кгс - достаточно, чтобы перемолоть в фарш зазевавшегося игрока. В качестве редуктора у меня была идея использовать редуктор скутера. Там как раз около 1:10, хотя изменением диаметра вала для намотки троса параметры легко варьировать. Я даже в приступе шопоголизма прикупил такой редуктор от убитого скутера. Профит в том, что шестерни дешевые, т.к. массовые, находятся в масляной ванне, для наших целей неубиваемый. Фатальный недостаток - нужно фрезеровать свой корпус, поскольку родной корпус редуктора это одна деталь с картером двигателя, т.е. здоровая дура.
Аватара пользователя
SimAl
SIMER
 
Сообщения: 350
Зарегистрирован: 22 ноя 2013, 20:03
Откуда: Кропивницкий
Благодарил (а): 56 раз.
Поблагодарили: 235 раз.
Баллы репутации: 108
ТехнарьТехнарь

Re: Механика кресла

Сообщение Vadim.Pryagko » 20 авг 2015, 17:47

Добрый день,
хочу собрать кресло 3 dof, по схеме, как на 3й странице в этой теме. http://content.screencast.com/users/Bre ... 2_2251.png
Без центральной пружины.
Хотел проконсультироваться перед изготовлением деталей, достаточно ли будет рычага 7 см и соответствует ли мощность двигателей: мотор-редуктор Transtecno ECM 180/30 24 Вольта, 250 Ватт, 60 об/мин, 21 н/м ?
Драйвер заказал 2 шт. таких: http://www.aliexpress.com/item/new-3-36 ... 52522.html
Блок питания 3 шт таких: http://www.aliexpress.com/item/EL3416-D ... 77727.html
Второй вопрос: на каком расстоянии от "центра" верхней платформы (на которой кресло) устанавливать 3 крепления шарниров? Очевидно, что чем ближе к центру, тем сильнее углы наклона, но могут приводы перегрузиться.
ALE, ваша прошивка для Ардуино x-sim_arduino_uno_v3_57600_by_Ale.hex поддерживает 3 dof? На какие пины подключать драйвер третьего двигателя?
Вложения
motor.jpeg
motor.jpeg (17.61 КБ) Просмотров: 2696
Аватара пользователя
Vadim.Pryagko
Новичок
 
Сообщения: 39
Зарегистрирован: 17 авг 2015, 11:26
Откуда: Николаев
Благодарил (а): 7 раз.
Поблагодарили: 23 раз.
Баллы репутации: 15
Новичок

Re: Механика кресла

Сообщение Ale » 21 авг 2015, 13:15

Vadim.Pryagko писал(а):ALE, ваша прошивка для Ардуино x-sim_arduino_uno_v3_57600_by_Ale.hex поддерживает 3 dof? На какие пины подключать драйвер третьего двигателя?

Насколько я помню, и старая прошивка, и новая рассчитана на управление только двумя моторами. Но пишется прошивка для 4-х... Скоро выложу
Аватара пользователя
Ale
Разработчик
 
Сообщения: 1438
Зарегистрирован: 01 фев 2011, 20:48
Откуда: Дубна
Благодарил (а): 541 раз.
Поблагодарили: 572 раз.
Баллы репутации: 277
ТехнарьТехнарьТехнарь

Re: Механика кресла

Сообщение Vadim.Pryagko » 21 авг 2015, 23:13

Спасибо, буду ждать. А по остальным моментам не подскажете?
Аватара пользователя
Vadim.Pryagko
Новичок
 
Сообщения: 39
Зарегистрирован: 17 авг 2015, 11:26
Откуда: Николаев
Благодарил (а): 7 раз.
Поблагодарили: 23 раз.
Баллы репутации: 15
Новичок

Re: Механика кресла

Сообщение Ale » 22 авг 2015, 18:49

Vadim.Pryagko писал(а):Спасибо, буду ждать. А по остальным моментам не подскажете?


Математика тут довольно простая. Начнем с момента и длины рычагов. Напоминаю, что 1 ньютон примерно равен 0.1 кгс (килограмм-сила)

Собственно значение 21 н/м говорит о том, что на расстоянии 1 метр от оси мотор может развить усилие = 21 ньютон (примерно 2 кгс).
Соответственно при длине рычага = 10 см (0.1 м) мотор в состоянии таскать груз = 20 кг... (21 н/м делим на 0.1 метр получаем 210 ньютонов или 20 кгс). Теперь ты сам можешь рассчитать, какой длинны нужны рычаги, что бы таскать платформу с седоком, учитывая, что при правильной балансировке вес равномерно будет распределяться на три рычага.

Что касается дистанции между центром платформы и шарнирами, то тут математика сложнее, поскольку при наклоне платформы нужно учитывать отклонение центра масс от вертикальной оси, а так же расстояние от плоскости платформы до центра масс системы с седоком. Насколько я помню, я прикидывал, какая допнагрузка на моторы возникает при отклонении платформы от горизонтали на угол 10-12 градусов при весе седока 120 кг. Так вот при наклоне платформы возникает допнагрузка порядка 20 кг на тот мотор, в сторону которого платформа наклоняется.

В общем, надо конечно считать. Но я бы располагал шарниры в вершинах треугольника со стороной порядка 60 см. Тогда при длине рычага порядка 6 см ты получишь максимальный угол наклона платформы как раз порядка 12 градусов.

Но лучше сам посчитай, там геометрия прямоугольного треугольника, максимум - синус косинус надо вспомнить...
Аватара пользователя
Ale
Разработчик
 
Сообщения: 1438
Зарегистрирован: 01 фев 2011, 20:48
Откуда: Дубна
Благодарил (а): 541 раз.
Поблагодарили: 572 раз.
Баллы репутации: 277
ТехнарьТехнарьТехнарь

Re: Механика кресла

Сообщение SimAl » 23 авг 2015, 10:10

Кстати говоря, на этот двигатель есть вот такой документ: http://wexon.ru/sites/default/files/tuotekuvat_pdf/ec1801.pdf
На второй странице в нем есть интересные графики. Ток, обороты, момент. Можно посчитать КПД. В принципе, там и на самом графике есть некий "Eff" (efficiency?), возможно это он и есть, доходит до 0,85.
Аватара пользователя
SimAl
SIMER
 
Сообщения: 350
Зарегистрирован: 22 ноя 2013, 20:03
Откуда: Кропивницкий
Благодарил (а): 56 раз.
Поблагодарили: 235 раз.
Баллы репутации: 108
ТехнарьТехнарь

Re: Механика кресла

Сообщение Spirit » 24 авг 2015, 01:48

Ale писал(а):Что касается дистанции между центром платформы и шарнирами, то тут математика сложнее, поскольку при наклоне платформы нужно учитывать отклонение центра масс от вертикальной оси, а так же расстояние от плоскости платформы до центра масс системы с седоком. Насколько я помню, я прикидывал, какая допнагрузка на моторы возникает при отклонении платформы от горизонтали на угол 10-12 градусов при весе седока 120 кг. Так вот при наклоне платформы возникает допнагрузка порядка 20 кг на тот мотор, в сторону которого платформа наклоняется.


А вот здесь можно подробней? Я почему-то считал, что вес (нагрузка) распределяется равномерно на три точки опоры. Допустим при весе платформы в 120 кг, на каждую опору приходится по 40 кг, при условии, что кресло установлено в центре масс треугольника, а опоры равноудалены. Почему вес должен перераспределяться при наклоне? Кресло не смещается при наклонах, игрок не имеет свойства жидкости. Я допускаю, что центр масс кресла с игроком не находиться на одной оси с платформой... но откуда возьмется аж 20 дополнительных кг?
Аватара пользователя
Spirit
SIMER
 
Сообщения: 279
Зарегистрирован: 18 ноя 2014, 14:40
Откуда: Киев
Благодарил (а): 76 раз.
Поблагодарили: 91 раз.
Баллы репутации: 46
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Ale » 24 авг 2015, 09:31

Spirit писал(а):А вот здесь можно подробней? Я почему-то считал, что вес (нагрузка) распределяется равномерно на три точки опоры. Допустим при весе платформы в 120 кг, на каждую опору приходится по 40 кг, при условии, что кресло установлено в центре масс треугольника, а опоры равноудалены. Почему вес должен перераспределяться при наклоне? Кресло не смещается при наклонах, игрок не имеет свойства жидкости. Я допускаю, что центр масс кресла с игроком не находиться на одной оси с платформой... но откуда возьмется аж 20 дополнительных кг?


Давай я приведу пример расчета для ДВУХ моторов (и плоской двумерной платформы). В нем я показываю, что изменение нагрузки на 20 кгс при угле наклона 15 градусов не такая уж фантастика...

Наклон платформы.jpg
Наклон платформы.jpg (101.93 КБ) Просмотров: 2603


Изменение распределения нагрузки на двигатели при наклоне платформы (при условии расположения центра масс системы над платформой)

1 - платформа расположена горизонтально и проекция цента масс на платформу равноудалена от краев ( b = c )

2 - платформа наклонилась на угол alpha. Проекция центра масс сдвинулась в сторону наклона на расстояние d = a*sin(alpha). Нагрузка на двигатели изменилась пропорционально отношению расстояний b/c.

Расчеты:
- пусть длина платформы b+c = 60 см. В нормальном положении b=c=30 см.
- пусть расстояние от центра масс до плоскости платформы a = 38 см.
- угол наклона платформы alpha = 15°, sin(15°) = 0.26

тогда смещение d = a * sin(alpha) = 38*0.26 = 10 (см). изменились расстояния до краев платформы b=40, c=20. Пропорционально изменится и распределение нагрузки на моторы. Для заданных условий нагрузка на правый мотор увеличится на 20 кгс, а на левый - уменьшится на 20 кгс.

ЗЫ: Естественно для ТРЕХ моторов картинка получше, но все равно при подобных начальных условиях изменение будет порядка 13 кгс, ну а если угол наклона взять побольше, или расстояния между шарнирами поменьше....
Аватара пользователя
Ale
Разработчик
 
Сообщения: 1438
Зарегистрирован: 01 фев 2011, 20:48
Откуда: Дубна
Благодарил (а): 541 раз.
Поблагодарили: 572 раз.
Баллы репутации: 277
ТехнарьТехнарьТехнарь

Re: Механика кресла

Сообщение Spirit » 24 авг 2015, 23:32

Спасибо Але, ты как всегда все разложил по полочкам. Я в своих расчетах планировал размещать центр тяжести как можно ниже... в идеале на оси платформы и не рассчитывал на дополнительную нагрузку да еще и такой величины. Вот и задумался.
Меня вот что еще волнует.
Как влияет на нагрузку (на момент прикладываемый к оси редуктора) угол alpha между кривошипом и шатуном?
Влияет ли как-то на момент длина шатуна (L)? Другими словами не суммируется ли длина кривошипа и шатуна в определенных положениях тем самым увеличивая плечо?
Изображение

А если сместить центр (O2) кривошипа относительно точки присоединения шатуна к балке?Изображение

Правильно ли я понимаю, что плечо увеличиться на величину равную проекции шатуна к оси кривошипа (фиолетовый цвет)?
Изображение
Аватара пользователя
Spirit
SIMER
 
Сообщения: 279
Зарегистрирован: 18 ноя 2014, 14:40
Откуда: Киев
Благодарил (а): 76 раз.
Поблагодарили: 91 раз.
Баллы репутации: 46
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Vadim.Pryagko » 25 авг 2015, 23:15

Спасибо ALE, очень доступно объяснили.

Конструктив решил сделать максимально близко к этому http://www.motionsystems.eu/motion-plat ... s-3tm-550/
Думаю, как при таком варианте надежно установить потенциометр. Одеть на вал редуктора и потенциометра большие пластиковые шестерни?

Я так понимаю, добавлять центральный амортизатор (пружину) надо в случае недостатка мощности двигателей? Вот в паспорте у меня указано 21 нм. Это, думаю, номинал. Если нагрузка окажется больше, двигатель остановится? Или все же там есть запас?

По вашему опыту, 12 градусов достаточный угол для симулятора? Или стоит стремится к большему (20, например)?
Аватара пользователя
Vadim.Pryagko
Новичок
 
Сообщения: 39
Зарегистрирован: 17 авг 2015, 11:26
Откуда: Николаев
Благодарил (а): 7 раз.
Поблагодарили: 23 раз.
Баллы репутации: 15
Новичок

Re: Механика кресла

Сообщение SimAl » 26 авг 2015, 01:22

Вот это психанули! Охренеть, сколько болтов! Видимо директор болтяной фабрики проектировал.
12_.jpg
12_.jpg (85.75 КБ) Просмотров: 2546
Можно по фотографии сказать, какие станки у ребят есть: плазменной резки, листогибочный, токарный и под вопросом сверлильный.
Аватара пользователя
SimAl
SIMER
 
Сообщения: 350
Зарегистрирован: 22 ноя 2013, 20:03
Откуда: Кропивницкий
Благодарил (а): 56 раз.
Поблагодарили: 235 раз.
Баллы репутации: 108
ТехнарьТехнарь

Re: Механика кресла

Сообщение Spirit » 26 авг 2015, 02:21

Да психанули зачетно :D, тоже такая мысль посетила. Там если по сайту полазить, видно, что пока они шли к такому "идеалу", было много кустарных конструкций испробовано. Мне нравится, только вот цена за готовое изделие зашкаливает.
Аватара пользователя
Spirit
SIMER
 
Сообщения: 279
Зарегистрирован: 18 ноя 2014, 14:40
Откуда: Киев
Благодарил (а): 76 раз.
Поблагодарили: 91 раз.
Баллы репутации: 46
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Vadim.Pryagko » 26 авг 2015, 17:12

Пришли моторы. Номинальный ток 15 А. Блока питания DC 24V 360W 15A хватит? Или больше надо ?
Вложения
motors2.jpg
motors2.jpg (57.46 КБ) Просмотров: 2521
motors1.jpg
motors1.jpg (59.81 КБ) Просмотров: 2521
Аватара пользователя
Vadim.Pryagko
Новичок
 
Сообщения: 39
Зарегистрирован: 17 авг 2015, 11:26
Откуда: Николаев
Благодарил (а): 7 раз.
Поблагодарили: 23 раз.
Баллы репутации: 15
Новичок

Re: Механика кресла

Сообщение SimAl » 26 авг 2015, 18:12

С виду клевые движки. На фото не хватает спичечного коробка для понимания масштаба. По чем?
Vadim.Pryagko писал(а):Пришли моторы. Номинальный ток 15 А. Блока питания DC 24V 360W 15A хватит? Или больше надо ?
Зависит от того, как ты их будешь запускать. Если прошивка умеет плавный пуск (а скорее всего не умеет), может и хватит. Но вообще я бы взял БП на ток, раза в полтора-два больше номинального тока двигателя, поскольку пусковой ток может быть намного выше номинального.
Аватара пользователя
SimAl
SIMER
 
Сообщения: 350
Зарегистрирован: 22 ноя 2013, 20:03
Откуда: Кропивницкий
Благодарил (а): 56 раз.
Поблагодарили: 235 раз.
Баллы репутации: 108
ТехнарьТехнарь

Re: Механика кресла

Сообщение Hitman » 26 авг 2015, 18:20

Использовал подобные моторы, только с редукторами - 1:30 и напряжением 12В. Тоже хотел взять 1:50, но консультант посоветовал выбрать модель с параметром sf - 1 и больше, т.к. этот параметр отвечает за эфективность при долговременном использвании.

Использовал в связке с Monster Moto Shield. Первоначально был блок питания 12В - 47А и ограниченный максимальный ШИМ, расчитывал на математику 250/12 = 20А, 20А+20А меньше 47А. Однако очень быстро пришел к выводу, что 47А не хватит. При резких движениях блок питания уходил в защиту.

Поставил блок питания 86А, никаких проблем.
Аватара пользователя
Hitman
Новичок
 
Сообщения: 34
Зарегистрирован: 05 сен 2014, 19:43
Благодарил (а): 24 раз.
Поблагодарили: 11 раз.
Баллы репутации: 1

Пред.След.

Вернуться в X-SIMULATOR и RU-SIMULATOR & SimTools

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [Bot] и гости: 6

x

#{title}

#{text}