roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Самодельный сервопривод

Обсуждение и примеры готовых и самосборных компонент для построения роботов.

Самодельный сервопривод

Сообщение Outcaster » 19 ноя 2004, 00:15

Как говорилось в теме "Сервы", сервопривод одна из наиболее важных деталей в роботостроительстве. Рынки предлагают широкий выбор сервоприводов для моделей, однако:
- Далеко не везде (особенно в "глубинках") эти самые рынки есть.
- Очень часто предлагаемые сервоприводы неудобны для использования или обладают недостаточными характеристиками.
- Несмотря на казалось-бы небольшую цену (12-23$ за штуку), цена шасси, построеных на покупных сервоприводах весьма существенна - 3 на ногу, множим на 6 ног, множим на 12-23$, получаем, хо-хо, 216-414$! Далеко не всякий интузиаст (а как правило, именно у интузиастов, напр. у меня :D, таких денег то и нет :( ) позволит себе такую "розкошь". По этому, тоже оценив ситуацию, но "со своей колокольни" :wink: , принял решение строить сервоприводы самостоятельно. И вот что у меня вырисовалось:

БОльшая часть сервопривода изготавливаеться самостоятельно:
Опорный блок (1) вырезаеться из фторопласта (в принципе, можно вырезать из чего угодно достаточно прочного - полиуретан, гетинакс, ПВХ, бронза, железо)
Ползунок (2) лучше сделать именно из фторопласта (подойдёт и бронза, но тогда работа "насухо" не получиться).
Моторная рама (3) - железо
Опорная пластина (4) - бронза.
Ходовой винт (5) - стальной стержень, перед нарезкой резьбы нужно отжечь, потов снова закалить (напр. на газовой плите). Посадочный диаметр по малый подшибник и резьба нарезаеться на токарно-винторезном станке (резьбу можно нарезать и плашкой - весьма неплохо получаеться)
Направляющие (6), (4 штуки) - стальные стержни (я брал спицы от горного велосипеда (только гладкие, никелированные, бывают с насечкой), с одной стороны на них уже была нарезана резьба, а с другой просто отрезал загибал и пропаивал).
Зубчатая пара - самый большой "дефицит", берёться от трасовых моделей, ведомая шестерня (7) - углепластиковая, ведущяя (8 ) -  бронзовая, передаточное число приблизительно 1:4
Подшипники (9, 10), гайки (11) покупаються - дешёвые, не дефицит даже у нас :D .
Электродвигатель (12) - 3-х вольтовый, от детских игрушек, их ещё называют "Джонсоны", но тут по потребностям/необходимостям.
Вложения
servo.gif
Самодельный сервопривод, имитирующий работу гидроцилиндра
Последний раз редактировалось Outcaster 19 ноя 2004, 00:53, всего редактировалось 1 раз.
Outcaster
 
Сообщения: 267
Зарегистрирован: 13 ноя 2004, 01:10
Откуда: Ривне, Украина

Сообщение Outcaster » 19 ноя 2004, 00:51

Главный плюс конструкции состоит в том, что можно самостоятельно выбрать мощность привода и необходимый расход руля (ΔL, см. рисунок).
Вложения
servo1.gif
Расход руля сервопривода
Outcaster
 
Сообщения: 267
Зарегистрирован: 13 ноя 2004, 01:10
Откуда: Ривне, Украина

Сообщение setar » 19 ноя 2004, 12:30

Вышеописанная конструкция является приводом но не сервом, отличительной особенностью которого является наличие обратной связи от рабочей части.
При превышении нагрузки свыше возможности прокручивания двигателя мы напрочь теряем текущее положение ползунка.

Есть следующие возможности по устранению этой неприятной особенности:
  • частичное но простое решение - установка концевых контактных датчиков, указывающих начало и конец хода ползунка.
  • другое решение состоит в съёме информации о ползунке с вала привода (с него он точно не соскальзнёт). Датчиком может являться цифровой вращающийся энкодер, прерыватель типа колёсика мыши, датчик хола, ну или на худой конец контактный прерыватель обозначающий один оборот вала.
  • последний способ - это съем положения исполнительного ползунка непосредственно, посредством ползункового потенциометра

В любом случае исполнительная часть дополняется контрольной частью, задачей которой является отработка положения, заданного сигналом управления.

P.S. конструкция весьма интересна, но сложно воспроизводимая без специального оборудования. У меня самого есть токарный универсальный станок, но для многих это лишь мечты.
Очень хочется ориентировать всех энтузиастов занимающихся разработкой конструкций пытаться сделать изделие из стандартных узлов ... ну хотя бы стремиться к этому.
Последний раз редактировалось setar 19 ноя 2004, 12:32, всего редактировалось 2 раз(а).
Аватара пользователя
setar
Site Admin
 
Сообщения: 9230
Зарегистрирован: 04 окт 2004, 12:58
Откуда: St.Petersburg
Skype: taranenko.sergey
ФИО: Сергей Тараненко

Сообщение setar » 19 ноя 2004, 12:31

Ещё мне очень понравились ваши чертежи, в каком пакете вы их делали ?
Аватара пользователя
setar
Site Admin
 
Сообщения: 9230
Зарегистрирован: 04 окт 2004, 12:58
Откуда: St.Petersburg
Skype: taranenko.sergey
ФИО: Сергей Тараненко

Сообщение aliens » 19 ноя 2004, 13:03

Собственно а что такое серво двигатель?
Механика
Это обычный двигатель с редуктором на шестеренках.
Электроника
Переменный резистор, контроллер (который посредством ацп узнает положение движка, и управляет им(мотором))
Такой контроллер в принцыпе легко собрать.
Да и переменник легко приделать
:D

все что пришло в голову по поводу серва.
aliens
 
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 26 окт 2004, 14:16
Откуда: Севастополь сити...

Сообщение setar » 19 ноя 2004, 13:10

Именно так и есть - всё в целом просто ... механика+схема управления.
Сложности начинаются когда доходит дело до практической реализации ;)
Аватара пользователя
setar
Site Admin
 
Сообщения: 9230
Зарегистрирован: 04 окт 2004, 12:58
Откуда: St.Petersburg
Skype: taranenko.sergey
ФИО: Сергей Тараненко

Сообщение aliens » 19 ноя 2004, 14:04

А какие проблемы в реализации???

Пластик или жесть для корпуса есть у многих, шестеренки можно найти., переменник тоже снять со старых магнитофонов, да и контроллер купить.
Скажите если не прав.

Пока писал то сообщение загорелся сделать, может на выходных сбацаю.

P.S В редукторе если поставить 2 ограничителя, то будет настоящий серво :D . Хотя если крепко прикрепит к переменнику, то он и будет ограничителями :roll:
aliens
 
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 26 окт 2004, 14:16
Откуда: Севастополь сити...

Сообщение -= Александр =- » 19 ноя 2004, 14:04

Делал я подобный дивайс. Вполне неплохо работает в манипуляторе. Вот только мотор у меня шаговый.
Аватара пользователя
-= Александр =-
Мастер Самоделкин
 
Сообщения: 3664
Зарегистрирован: 11 окт 2004, 19:20
Откуда: Россия, СПб
прог. языки: C++, VB, asm
ФИО: Курмис Александр Андреевич

Сообщение aliens » 19 ноя 2004, 14:09

Ползунок?
С шаговиком можно в принципе не заботится о положении
aliens
 
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 26 окт 2004, 14:16
Откуда: Севастополь сити...

Сообщение Outcaster » 19 ноя 2004, 15:21

setar писал(а):...конструкция весьма интересна, но сложно воспроизводимая без специального оборудования...
Ну, не сказал-бы :D . Конструкция, приведеная на рисунке - прототип, так сказать, "идеал". У меня лично токарно-винторезного станка нет, зато есть набор для нарезки резьб (метчики, плашки, вороток к ним), тиски, ножёвка по металу, дрель с набором свёрл, набор надфилей, паяльник (я думаю, этот минимум обязательно должен быть у любого роботостроителя :wink: ).
Просто не все узлы я выполнил согласно рисунка. Вот как "выкрутился" без токарного (см.рисунок):
Посадочного диаметра под малый подшипник не делал.
Вместо подшипника (9) взял ещё один подшипник (10), и зафиксировал на ходовом винте (5) самодельными бронзовыми гайками.
В качестве направляющих (6) взял спицы от велосипеда. С одной стороны на них уже нарезана резьба, а с другой просто согнул под прямым углом, и 1) припаял к опорной пластине (4); 2) привинтил болтом с фигурной шайбой к опорному блоку (1).
Вложения
servo2.gif
Вариант исполнения серва
Outcaster
 
Сообщения: 267
Зарегистрирован: 13 ноя 2004, 01:10
Откуда: Ривне, Украина

Сообщение Outcaster » 19 ноя 2004, 15:56

setar писал(а):Вышеописанная конструкция является приводом но не сервом, отличительной особенностью которого является наличие обратной связи от рабочей части.
С определением серва полностью согласен. Действительно, нигде на рисунках система слежения условно не показана.

Для даной конструкции есть два варианта решения:
1) Ведомая шестерня (7) неспроста имеет отверстия - они служат оптюратором. В качестве оптопары используется инфракрасная спарка от мыши (спареный фототранзистор и инфракрасный осветитель). По ним отслеживаеться не только вращение шестерни, но и направление вращения, что немаловажно. С двух сторон устанавливаються концевики, по которым отслеживаеться начало и конец хода (при установке контроллера по ним он автокалибруеться).
Такая схема стоит у меня на двухкоординатном станке (работает превосходно уже почти полгода :D ).
2) Если предполагаеться при помощи даного привода сгибать сустав, то рациональнее устанавливать следящюю систему непосредственно в сустав (по большому счёту, никого не интересует положение ползунка привода - интересен угол изгиба сустава :) ). В идеале отслеживать угол изгиба с помощью EAW (мне, например, такое не светит, :(  по этому буду использовать обычный потенциометр - даже плюсы появляються: три провода вместо десяти :D ). Мне кажеться, стоит установить концевики для отслеживания крайних положений ползунка (для автокалибровки расхода угла сгибания сустава :wink: ).
Outcaster
 
Сообщения: 267
Зарегистрирован: 13 ноя 2004, 01:10
Откуда: Ривне, Украина

Сообщение Outcaster » 19 ноя 2004, 16:10

setar писал(а):Ещё мне очень понравились ваши чертежи, в каком пакете вы их делали ?
Только, чур, не смеяться! :oops:
Все рисунки выполнены в Microsoft PowerPoint (Office XP), потом PrintScreen -> ClipBoard -> Paint, сохранял на диске, дальше с помощью ACDSee Editor обрезал лишнее и конвертировал в GIF.
Outcaster
 
Сообщения: 267
Зарегистрирован: 13 ноя 2004, 01:10
Откуда: Ривне, Украина

Сообщение Outcaster » 19 ноя 2004, 16:40

Кстати, самую "технологичную" деталь - ходовой винт (5) можно купить готовый! Сегодня обнаружил в автомагазине заводские шпильки подходящей длинны и диаметра. Там-же и подходящие подшипники. Крепить шестерню и подшипники заводскими-же гайками (рекомендую распилить их вдоль на пополам для компактности).
Outcaster
 
Сообщения: 267
Зарегистрирован: 13 ноя 2004, 01:10
Откуда: Ривне, Украина

Сообщение aliens » 20 ноя 2004, 23:02

Собрался сделать серво из доступных деталей:
1. Моторчик от СД-Рома (кругленький, не очень большой)
2. Шестеренка на моторчик (как на китайских машинках)
3. Шестеренка раза в 3 больше, чем на моторчик
4. Шестеренка еще больше (выходная)

Все это чудо должно (по размер и по виду) войти в коробку от
механизма настенных часов (в которой механизм и батарейка).

Также к последней (выходной) шестеренке хочу прикрепить
переменнй резистор круговой (который с ограничителями)

P.S. В каком редакторе можно нарисовать шестерню?
Чтобы она уже в стандартных обЪектах была, а то рисовать не умею.
aliens
 
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 26 окт 2004, 14:16
Откуда: Севастополь сити...

Сообщение aliens » 21 ноя 2004, 16:06

Вот тут подумал, ведь из этой конструкции можно сделать полноценный серво.
Приделать управление двигателем и контроллер с АЦП
К контроллеру обращаться допустим через USART.

Кто что думает?
aliens
 
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 26 окт 2004, 14:16
Откуда: Севастополь сити...

След.

Вернуться в Готовые модули

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3

Mail.ru counter