roboforum.ru

Для себя, так сказать, провожу ревизию возможных кинематик, приводов, двигателей и систем управления для роботов и различного оборудования. Вот думаю, как можно компенсировать вес манипулятора и инструмента, чтоб уменьшить затраты энергии вес и мощность различных узлов. На вскидку пришли в голову два варианта, а посмотрев видео с промышленными роботами, вспомнил о третьем.

В общем 2 основных, это механическая компенсация, либо противовесы, дополнительные грузы, как к примеру на кранах, либо пружины, в обоих случаях в конструкции могут быть использованы дополнительные рычаги, троса и блоки. Третий, как альтернатива механике, это использование пневматики для данной задачи, параллельно электроприводам. Используя пневматику можно легко компенсировать настройку компенсирующих усилий (что на механике реализовать сложнее), при изменении конфигурации рабочих органов и смены инструмента, также пневматика может быть намного легче, чем механика.

Где-то рядом, в этих же узлах, можно решить дополнительно вопрос контроля нагрузки. То есть, как на кране, можно будет взвесить груз на крюке. В случае с пневматикой, для этого можно использовать дополнительные датчики давления и измерять динамику его изменения...

_________________
Не ищу лёгких путей.

Форумы потеряли актуальность, может подскажете, где можно ещё потрындеть по теме?

Ещё вопрос возник по ёмкостному датчику угла, кто может пробовал такие делать самостоятельно?

_________________
Не ищу лёгких путей.

Привет, Павел

А чем покупные с алиэкспресса магнитные абсолютные экодеры не нравятся? Стоят копейки, точность неплохая, на выходе цифра. Я как раз такие сейчас собираюсь помучить на оси робота.
Все емкостное подвержено сильным помехам кроме всего прочего.

Насчет компенсации - разработчики стараются разместить все тяжелое оборудование, особенно приводы, как можно дальше от края конечностей, поближе к телу, или даже в тело робота. Но все равно главное - приводы должны обладать как можно большим моментом и как можно меньшим весом. С пневматикой и гидравликой связываться вряд ли стоит, т.к. кроме самих приводов нужно учитывать все дополнительное оборудование, а также их маленький КПД и трудность электромеханического управления.

Здравствуй, Виктор!

На этой микросхеме датчик?
https://aliexpress.ru/item/33051586183.html
Правильные магниты к ним:
https://aliexpress.ru/item/32750723146.html
В итоге не так уж и дёшево, если много надо, хотя в сравнении со стоимостью моторов и редукторов... По цифре, по I2C можно работать только с одним энкодером, адрес устройства - 0x36 и его нельзя сменить. Если отдельный сервоконтроллер делать может и не так это страшно.

Преимущество магнитного в том что не надо защищать от загрязнений. На счёт точности и помехозащищённости спорить не буду, у меня только теория пока, опыта нет. Есть идея, для повышения точности, сделать несколько емкостных датчиков на одном валу и их показания сравнивать. Конструкция простая, два диска из фольгированного текстолита с отфрезерованным рисунком, один неподвижный с PWM генератором (на копеечной микрухе) и второй вращающийся. Повышение точности достигается за счёт вычисления среднего значения от вычисления показаний с двух или может даже трёх датчиков, за счёт этого можно и помехозащищённость повысить, наверное.

С гидравликой пока не хочу связываться, сложновато это для меня, не в плане проектирования, а изготовления конечно же. А вот пневматику я хочу как раз в дополнение к электрическим сервоприводам использовать, как раз в качестве компенсаторов нагрузки. К примеру те же ноги робота (паук или собака), чтоб не держать весь вес на сервоприводах, а с помощью пневматики, с одновременным управлением давлением во всех пневмоцилиндрах ног. Но опять же это пока только думы такие...

_________________
Не ищу лёгких путей.

Вы - прямо как я лет 5 назад) . В итоге все равно придете к гидравлике, по соотношению цена/усилие ей аналогов нет. Открою вам маленький секрет: гидравлика не обязательно должна быть на 200 атм, для бытовых применений хватит и 10. И большинство пневматических компонентов прекрасно работает в качестве гидравлических, а оставшееся меньшинство - с минимальными переделками.

У меня это намного дольше длится. С учётом того, что с гидравликой и пневматикой работал непосредственно, на строительной и спецтехнике, а также имею опыт наладки производственного и технологического оборудования.

Практически, я только сейчас начал оборудование своей мастерской и провожу ревизию своих планов и мечт...

Добавлено спустя 9 минут 33 секунды:
Тут, если свои датчики делать, то можно и свой протокол реализовать своеобразный, для связи с сервоконтроллером. К примеру МК опрашивает конкретный датчик импульсом и тот в ответ даёт импульс определённой длительности, соответствующий абсолютному значению положения. Ни каких дополнительных преобразований, что снижает время отклика. Если датчиков несколько, то уже потребуется какая-то замута с адресацией, хотя у современных МК ножек много, есть таймеры с DMA, можно параллельно несколько датчиков опрашивать.

Добавлено спустя 1 час 11 минут 7 секунд:
Более точная микросхема датчика с программируемой адресацией:
https://aliexpress.ru/item/33001035288.html
Ценник, мягко говоря, негуманный...

Добавлено спустя 58 секунд:
https://ams.com/as5048a
Подробно, при микросхему...

_________________
Не ищу лёгких путей.

тут подробненько про точность этих датчиков forum107/topic18289.html#p392026

Благодарю за ссылку, а в первую очередь автора исследования. Микросхема интересная, недорогая и точность высокая:
https://aliexpress.ru/item/4000500751631.html

На счёт BLDC в фрезерах и 3D принтерах, вместо шаговиков. Не могу понять, почему ни как не появятся проекты на BLDC с обратной связью... Этот проект на обычных щёточных моторах, сервоконтроллеры на Ардуино: https://www.3ders.org/articles/20150122 ... again.html ни о чём, так как сервоконтроллеры имитируют шаговые двигатели и используется обычное ПО. Думаю, что не сложно переработать ПО так, чтоб избежать всех этих изощрений. Сервоконтроллер можно спроектировать напрямик для управления BLDC, обороты которого легко считаются сами по себе, а датчик обратной связи позволит компенсировать люфт в редукторе. Но как в анекдоте, мыши плакали кололись, но продолжали жрать кактус...

Добавлено спустя 23 минуты 8 секунд:
Буду строить дельта-робот на BLCD. Возьму прошивку для 3D с открытыми исходниками и переработаю под такие приводы с обратной связью...

Добавлено спустя 7 минут 51 секунду:
Может кто подскажет, какие BLDC моторы можно использовать с такими редукторами:
https://aliexpress.ru/item/32887622658.html

_________________
Не ищу лёгких путей.

потому что в варианте с блдц энтузизистам ещё очень много сделать нужно, а шаговые без обратной связи это дёшево, просто и мотор легко фиксировать в определённом положении. сервоконтроллеры для шаговых могут быть как очень простенькими, так и очень навороченным.


в самодельных станках и 3д-принтерах тоже попадалось

Есть проект поддерживающий делту, но она для LPC17xx-based board, думаю, разобравшись в нём, можно его переработать и под stm32f4, не так это сложно для программиста...
https://github.com/Smoothieware/Smoothieware


Добавлено спустя 4 минуты 48 секунд:

Спасибо за ссылку, можно посмотреть и попробовать связаться с авторами...

Добавлено спустя 1 минуту 37 секунд:

Но это не просто энтузиасты, как видно...

Добавлено спустя 56 минут 4 секунды:
Заглянул в проект, он на основе ARM Mbed сделан, вполне реально попробовать его под себя доработать)

_________________
Не ищу лёгких путей.

На Али продаются дешевые расширители I2C. Можно к одному порту микроконтроллера вешать по многу микросхем с одинаовыми адресами. Я такие прикупил. Проверю, отпишусь.
На том же Али продаются бесколлекторные мотор-редукторы от MIT Cheetah со встроенным контроллером и энкодером. https://aliexpress.ru/item/32982128674.html
Таких предложений там много.

Мдауж, Виктор, хороший пример привёл, весьма бюджетный, по твоей ссылке от 21 тыс. руб, а есть ещё дороже. Не я тоже люблю помечтать, но что вот так вот мешок денег свалится и не думаю даже...

Тут цена намного меньше, хотя я не сравнивал нагрузочную способность:
https://aliexpress.ru/item/32959689032.html

Но вообще, смысл в таком творчестве, когда всё готовое берёшь и как конструктор собираешь?

_________________
Не ищу лёгких путей.

с контроллером 26тр
на собаку всего то 12 таких моторов нужно (если не делать гибкий хребет и голову) = 312 тр.
Но моторы классные, думаю порядок стоимости примерно такой и должен быть.

Просто, для справки. Малооборотный, с планетарным редуктором, мотор будет иметь меньшее соотношение веса к усилию, чем высокооборотный с простым однопоточным редуктором. Хотя такая конструкция смотрится круто, не спорю...

Какой-то готовый сервоконтроллер не только дорого, само по себе, но и это чьё-то решение, под которое нужно подстраивать логику работы всей машины)

Добавлено спустя 26 минут 28 секунд:
Смотрю на такой моторчик, вроде на максимуме может 200 ватт выдать:
https://aliexpress.ru/item/4000121770043.html
Но надо редуктор подбирать, или вообще сделать станочек, для изготовления шестерён...

_________________
Не ищу лёгких путей.

вес в числителе усилие в знаменателе это прямая пропорция.
меньшее соотношение это меньший вес при том же усилии, это очень хорошо - или я что то не так понял ?