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

Механика кресла

Сообщение Bred » 26 сен 2014, 08:29

Здравствуйте!

самодельный симулятор перегрузок своими руками

Если с электронно-программной частью все довольно понятно, то с механической составляющей у меня возникли проблемы, в связи с чем у меня довольно много вопросов. С механикой, в подобном ключе, никогда еще не связывался. Кресло запланировал 3х осевое, вот набросок:
Скрытый текст
Изображение


2 двигателя расположены в задних углах платформы, еще 1 впереди по центру. В середине платформы стойка, свободно двигающаяся вверх-вниз и пружина. Пружина, по задумке, должна компенсировать вес пассажира (до 80 кг): двигателям будет легче поднять кресло за счет пружины и легче опустить за счет веса. Предполагается крепление платформы к стойке с помощью шарнира.
Таким образом платформа сможет не только отклонятся от центра, но и перемещаться вверх-вниз. Основу платформы и саму платформу хочу сделать из алюминиевого профиля.

Это все в теории. На практике же, я не знаю какие материалы, крепежи, двигатели использовать, какие размеры сделать, как все это соединять вместе, какой жесткости должна быть пружина, какой высоты стойка, какие детали использовать для соединения двигателей и платформы.

Что касается более конкретных вопросов, то я думаю, что нужно выбрать двигатели и плясать уже от них. Так вот, какие двигатели выбрать?
Хороший выбор здесь:
http://www.aliexpress.com/store/group/DC-Gear-Motor/133375_252333047/1.html?PPValue=100005626-100016005&SortType=price_desc, смотрел безщеточные. Вот мои варианты:
1) 50 Кг/см, 32 оборота в минуту (не маловато ли?) http://www.aliexpress.com/store/product/JGB37-550-19-DC-geared-motor-12V-32RPM-50Kg-cm-Electromotor-3-12V-High-power-Free/133375_1618904100.html
2) 45 Кг/см, 54 оборота в минуту http://www.aliexpress.com/store/product ... 64301.html

Но конкретно эти два выглядят странно, как-то мелко, мне не верится что их можно использовать. Следующий вариант более солидный, но дороговатый:
3) http://www.aliexpress.com/store/product ... 12956.html

Подозреваю, что все не то.
Хотелось бы максимально подходящий двигатель, безщеточный, стоимостью до 30$. Не обязательно с алиэкспресса.
Так-же хотелось бы знать, какие детали понадобятся абсолютно точно, например для связи движков с платформой и помощь с их выбором. Скопом бы все заказал, чтобы потом месяц не сидеть в ожидании какой-нибудь детальки :)
Аватара пользователя
Bred
Парторг
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 05 мар 2014, 10:44
Откуда: Новосибирск
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 19 раз.
Баллы репутации: 31
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Ale » 26 сен 2014, 12:48

Привет.
Дизайн и задумка платформы - корректная. Сам хотел (хочу) такую... Вопрос, на самом деле, в пружине. И вопрос не очень простой, прямо скажем.

Но давай начнем с движков. В любом случае пружина всю работу выполнить не сможет, и даже в самом лучшем случае при простом наклоне платформы из-за высокого центра тяжести, не совпадающего с осью шарнира, на движках появляется нагрузка. По моим прикидкам никак не меньше 20 кг на ось (при весе седока порядка 120 кг).

Теперь очень простая прикидка:

1 - Скорость . Для автосимуляторов ось должна успевать из нижнего до верхнего положения проходить за 0.5 секунды (по опыту общения с владельцами симов). Если движок за это время делает пол оборота (что логично для симуляторов на движках с червячной передачей), то скорость движка должна быть не ниже одного оборота в секунду или 60 prm. Это первое требование к движку с редуктором.

2 - Максимальное перемещение оси. Доброй традицией у симостроителей является установка на ось редуктора рычага длиной порядка 5 см. Что дает максимальное перемещение оси порядка 10 см от нижней до верхней точки. Исходя из этого размера рычага и примерного веса, который он должен ворочать, получаем необходимый момент для работы - 20кг*5см = 100 к*см. Что, в переводе на Ньютоны даст 10 Н*м.

Так что МИНИМАЛЬНЫЕ требования, которым должен соответствовать движок. Скорость не менее 60 rpm и момент на оси редуктора не менее 10 Н*м ( 100 кг*см).
Ну или можно сразу прикинуть по мощности движка. У моторов для секлоочистителей, которые реально можно купит за $30, мощность в пике примерно 50-70 Вт. Но для твоей задачи, ИМХО, нужно ориентироваться на движки мощностью не ниже 150 Вт.
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 Ale » 26 сен 2014, 14:42

Ну и вот простая формула, позволяющая ориентироваться во всем многообразии движков - связь скорости, мощности и момента.
Формула подходит и для движков с редуктором (ее можно применять сразу к выходному валу редуктора с учетом КПД редуктора)

P = ( M * n ) / 9549

P - мощность двигателя (kW - киловатт)
M - крутящий момент (N*m - Ньютон*метр)
n - скорость вращения вала (rpm - оборот/мин )


ЗЫ: Давай прикинем мощность для варианта 60 rpm / 10 H*m
P = 10*60/9549 = 0.063 кВт = 63 Вт.
С учетом типичного КПД червячных редукторов = 0.6 .. 0.8 получаем необходимую мощность 90 .. 100 Вт. Ну, я предлагал с полутроным запасом :lol:
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 Bred » 26 сен 2014, 14:54

Так что МИНИМАЛЬНЫЕ требования, которым должен соответствовать движок. Скорость не менее 60 rpm и момент на оси редуктора не менее 10 Н*м ( 100 кг*см).


К такому я не был готов :)
Движки с такими характеристиками стоят 250-300$. Однако линейные актуаторы с похожими характеристиками стоят около 100$. Может использовать их? Что о них знать нужно?
Вроде для актуаторов приблизительные характеристики получаются: 200 lbs (90 кг) и скорость на нагрузке 30 мм/с
Аватара пользователя
Bred
Парторг
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 05 мар 2014, 10:44
Откуда: Новосибирск
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 19 раз.
Баллы репутации: 31
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Ale » 26 сен 2014, 15:19

Bred писал(а):К такому я не был готов
Движки с такими характеристиками стоят 250-300$.

Ну, вовсе нет, есть много моторов в пределах $100

Мне, к примеру, удалось купить пару моторов на 350 ватт вот в этой конторе
http://www.longwaymotor.com/pro_01.php?cata_code=p-28
почти вот таких, только скорость типа 75rpm
http://www.longwaymotor.com/p_detail.php?cata_code=p-28&id=427
С доставкой вышло примерно по $180 за штуку, сам мотор как раз сотню и стоит
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 Ale » 26 сен 2014, 15:27

А вообще, может быть я сгущаю краски..
Вот яркий пример того, что я могу в прикидках ошибаться. Мужик построил 6-доф без всяких пружин на моторах стеклоочистителей ...
Я думал, что этого в принципе сделать нельзя. :lol:

http://www.xsimulator.net/community/threads/prototype-6dof.5045/

phpBB [video]
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 Bred » 26 сен 2014, 15:27

А если, например, в характеристиках написано 150 ватт, но крутящий момент 5N*m, а скорость 200 оборотов в минуту, на эти значения внимания не обращать и смотреть только на мощность? Или все-же подбирать, что-бы именно крутящий момент и скорость были приближены к необходимым?
Аватара пользователя
Bred
Парторг
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 05 мар 2014, 10:44
Откуда: Новосибирск
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 19 раз.
Баллы репутации: 31
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Ale » 26 сен 2014, 15:29

Bred писал(а):А если, например, в характеристиках написано 150 ватт, но крутящий момент 5N*m, а скорость 200 оборотов в минуту, на эти значения внимания не обращать и смотреть только на мощность? Или все-же подбирать, что-бы именно крутящий момент и скорость были приближены к необходимым?


Нет, как раз мощность - дело десятое. Скорость и момент!!! 200 rpm - очень много. 5N*m - маловато - всего 10 кг на рычаге 5 см
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 Bred » 26 сен 2014, 15:42

Я все-же актуаторы еще поизучаю. Они, как я вижу, часто прямо с датчиками позиции встроенными, да и выглядят солиднее :) Правда там контроллеры свои какие-то. Похоже тут не так просто, как с обычными электродвигателями, что подал ток в одну сторону, они в одну сторону крутятся, подал в другую, они в другую. Вроде с этими так не выйдет.
Аватара пользователя
Bred
Парторг
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 05 мар 2014, 10:44
Откуда: Новосибирск
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 19 раз.
Баллы репутации: 31
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Ale » 26 сен 2014, 15:48

Bred писал(а):Я все-же актуаторы еще поизучаю. Они, как я вижу, часто прямо с датчиками позиции встроенными, да и выглядят солиднее :) Правда там контроллеры свои какие-то. Похоже тут не так просто, как с обычными электродвигателями, что подал ток в одну сторону, они в одну сторону крутятся, подал в другую, они в другую. Вроде с этими так не выйдет.

Не выйдет. Под них специальный софт нужен. Управляются они с компа командами типа "задать скорость такую-то", "переместиться на такую-то дистанцию"
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 Bred » 26 сен 2014, 15:52

Не выйдет. Под них специальный софт нужен. Управляются они с компа командами типа "задать скорость такую-то", "переместиться на такую-то дистанцию"


Эх гадость :)
Раздербанить и напрямую с моста к двигателю провода подключить :D
Аватара пользователя
Bred
Парторг
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 05 мар 2014, 10:44
Откуда: Новосибирск
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 19 раз.
Баллы репутации: 31
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Bred » 26 сен 2014, 16:01

Мне, к примеру, удалось купить пару моторов на 350 ватт вот в этой конторе
http://www.longwaymotor.com/pro_01.php?cata_code=p-28
почти вот таких, только скорость типа 75rpm
http://www.longwaymotor.com/p_detail.ph ... -28&id=427
С доставкой вышло примерно по $180 за штуку, сам мотор как раз сотню и стоит


Что-то у них ни цен, ни формы заказа не вижу. С ними напрямую связываться нужно?
Аватара пользователя
Bred
Парторг
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 05 мар 2014, 10:44
Откуда: Новосибирск
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 19 раз.
Баллы репутации: 31
Пользователь

Re: Механика кресла

Сообщение Ale » 26 сен 2014, 20:34

Bred писал(а):Что-то у них ни цен, ни формы заказа не вижу. С ними напрямую связываться нужно?


Да, вышел я на них напрямую через страничку на алибабе.
http://longway.en.alibaba.com/product/422410031-200070899/24V_DC_WORM_MOTOR.html?edm_src=sys&edm_type=fdbk&edm_grp=0&edm_cta=read_msg&edm_time=realtime&edm_ver=e

Брал мотор на 24 вольта. Так меньше ток потребления будет.
Сразу скажу - переписка была долгой, мы с трудом смогли найти способ доставки. Какие-то у них там проблемы с этим были. Но оно того стоило :lol:
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 » 26 сен 2014, 22:29

Bred писал(а):смотрел безщеточные. Вот мои варианты:
1) 50 Кг/см, 32 оборота в минуту (не маловато ли?) http://www.aliexpress.com/store/product/JGB37-550-19-DC-geared-motor-12V-32RPM-50Kg-cm-Electromotor-3-12V-High-power-Free/133375_1618904100.html
2) 45 Кг/см, 54 оборота в минуту http://www.aliexpress.com/store/product ... 64301.html

Но конкретно эти два выглядят странно, как-то мелко, мне не верится что их можно использовать. Следующий вариант более солидный, но дороговатый:
3) http://www.aliexpress.com/store/product ... 12956.html
Они ни разу не бесщеточные несмотря на "brushless". У бесщеточного не может быть всего два входа. Это обычные коллекторные двигатели.
Ну и к бесщеточным потребуется более сложная=>дорогая электроника управления, которую еще придется своими силами скрещивать с компьютером. Если бы я избавлялся от щеток, я бы взял ШД.
Из обычных двигателей от стеклоочистителя я бы выбрал с этой страницы от Маза или Камаза на 50Вт.
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 Bred » 27 сен 2014, 13:00

Они ни разу не бесщеточные несмотря на "brushless". У бесщеточного не может быть всего два входа. Это обычные коллекторные двигатели.
Ну и к бесщеточным потребуется более сложная=>дорогая электроника управления, которую еще придется своими силами скрещивать с компьютером.

Спасибо, что предупредил.
Собственно это не принципиально, просто прочитал о преимуществах безщеточных, таких как более тихая работа и меньшее количество наводок. Решил, что такой вариант предпочтительнее. Любят китайцы приукрасить действительность. :)
Аватара пользователя
Bred
Парторг
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 05 мар 2014, 10:44
Откуда: Новосибирск
Благодарил (а): 19 раз.
Поблагодарили: 19 раз.
Баллы репутации: 31
Пользователь

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}