Schienenmontiertes Antriebssystem


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Ich möchte ein langsam fahrendes Roboterauto auf einer linearen Spur mit einer Neigung von horizontal nach vertikal montieren. Die Schiene sollte starr sein (falls erforderlich an einem Ausleger befestigt), damit sie an einem Ende abgestützt oder an eine Wand gelehnt werden kann, um die Neigung zu gewährleisten.

Das Auto sollte in der Lage sein:

  • Tragen Sie eine Last von 800 g, wenn die Strecke genau senkrecht steht.
  • Bewegung ca. 5 cm / min,
  • Position ohne Strom halten und
  • Fahren Sie mehrere Meter oder mehr.

Ich vermute, ich brauche Hardware wie die folgende, aber ich weiß nicht, wo ich anfangen soll. Kann mir jemand helfen, meine Suche einzugrenzen?

  • Hardware verfolgen
  • Antriebssystem für eine kleine Plattform mit einem Gewicht von über einem Kilogramm
  • Bremse (damit das Auto ohne Arbeit in Ruhe bleibt)

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5 cm / Minute = 3 Meter pro Stunde; Was muss so blendend langsam reisen? Ich würde fast denken, es wäre besser, sich ein bisschen schneller zu bewegen, wenn man nicht so lange "an" sein und einen Motor bewegen muss.
Nick T

Welche Art von Übersetzungsauflösung benötigen Sie?
Tyblu

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Ich versuche Zeitrafferfotografie mit einer sich bewegenden Kamera zu machen. Das Auto muss sich also sehr langsam bewegen, und ich muss es während der Belichtung stationär halten.
Isaac Sutherland

Ich bin mit der Terminologie nicht vertraut, aber wenn "Übersetzungsauflösung" den Grad der Genauigkeit bedeutet, mit dem ich die Position des Autos steuern kann, hoffe ich auf einen Fehler von nicht mehr als +/- 2 mm. Klingt das bei Hobbykomponenten vernünftig?
Isaac Sutherland

Ganz vernünftig.
Tyblu

Antworten:


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Folgendes würde ich mit meiner 35-mm-Kamera tun, wenn ich sie für eine genaue Flugbahn benötigen würde, und sie als einfach an eine bestimmte Flugbahn anpassen und für eine schwere Kamera stabil genug halten. Verwenden Sie einen Streifen von 1/16 "bis 1/8" Dicke, 3/4 "x 1,5" Winkeleisen, um von Punkt A nach Punkt B zu gelangen, und biegen Sie ihn in verschiedenen Längen zu einem beliebigen Vektor - es ist möglich, diesen zu biegen von Hand (oder über dem Knie). Sie müssten einen Wagen bauen, um die Strecke zu greifen. Es gibt zig verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun. Hier ist eine:

Hinweis: Dies ist auch ein Link.
(Quelle: tyblu.ca )

Ich habe Servomotoren (an Getrieben montiert) eingebaut, aber Sie könnten Schrittmotoren verwenden. Eine Bremse ist ein Unterlegkeil oder Keil, der von einem Magneten oder einer Feder unter das Rad geschoben wird. Die Feder würde Ihnen einen Magneten ersparen, aber den Wagen nur in eine Richtung drehen. Möglicherweise muss nicht jedes Rad angetrieben werden. Sobald man einen Wagen hat, kann man ihn nach Belieben montieren, solange er das Gewicht und das Drehmoment tragen kann. Diese Gorilla-Kameraständer sehen so aus, als könnten sie montiert und dann beliebig positioniert werden. Wenn Sie wirklich Lust haben, können Sie der Kamera Bewegungsgrade wie Schwenken, Neigen und Rollen geben .

Die Pfadlänge oder -position kann auf verschiedene Arten verfolgt werden. Hier sind einige: Drehgeber mit einer vormarkierten Scheibe an einer der Wellen, einer LED und einer Fotodiode; optischer Maussensor, der entweder die Raddrehung oder die relative Winkeleisenbewegung erfasst; Rückmeldung von Servomotoren. Beachten Sie, dass Sie möglicherweise den Gesamtweg ableiten können, wenn der resultierende Hub aus der inkrementellen Motorbetätigung genau definiert ist, und den Pfad nicht verfolgen müssen.

Ich würde mit mir selbst zwischen dieser Lösung und parallelen Gewindestangen kämpfen. Ich habe schon einmal eine fertige Stange verwendet, und es ist wirklich einfach, aber es wäre schwieriger, sie zu sichern, da man sie nur an den Enden machen kann, während diese entlang ihrer Länge gesichert werden kann.


+1, wahrscheinlich die robusteste Option, wenn Sie die Teile haben, und kann leicht auf eine beliebige Länge erweitert werden.
David X

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+1, Gute Lösung, da Ihre Spur pro Fuß ziemlich billig sein kann, wenn sie aus Winkeleisen oder rechteckigem Rohr besteht. Der Abstand zwischen den Rädern muss jedoch viel größer sein, um den Unterschied im Momentarm zwischen Kamera und Spur und Rädern und Spur zu verringern. Der mechanische Vorteil, den es bietet, verstärkt jede Neigung der Lager drastisch, doppelt so, weil es auch die Kraft erhöht, die Sie auf sie ausüben können.
Nick T

Ich arbeite derzeit mit diesem Konzept, da es am besten zu meiner Hardware passt. Vielen Dank!
Isaac Sutherland

@Isaac, vielleicht möchten Sie auch mehrere Alternativen skizzieren. Die Zeit, die für Papier aufgewendet wird, spart auf dem Designpfad viel mehr. Dies ist nur eine kurze Skizze und weist, wie @NickT kommentierte, Mängel auf.
Tyblu

Insbesondere muss die Kamera mindestens so zurückbewegt werden, dass der Gesamtschwerpunkt direkt über dem vertikalen Rad liegt. Und wie @NickT betont, ist es eine wirklich gute Idee, den Momentarm der Fahrerräder zu erhöhen.
WhatRoughBeast

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Fahren Sie das Auto mit einer Gewindestange, die von einem Schrittmotor gedreht wird. Eine unverlierbare Mutter am Auto wird am Motor befestigt.


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Wahrscheinlich die beste Option, es sei denn, Sie gehen wirklich weit (obwohl Sie es mit 5 cm / min bezweifeln). Eine Art geteilte Mutter wäre eine gute Idee, damit Sie sie überall anbringen können, ohne sie den ganzen Weg einfädeln zu müssen.
Nick T

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Selbst mit grobem Gewinde und 7/16 "Gewindestange erhalten Sie 1,8 mm pro Umdrehung. Wenn Sie also keine bessere Auflösung benötigen, ist kein Stepper erforderlich. Nur ein Magnet und ein Hallschalter mit einem normalen Motor.
Tyblu

Eigentlich habe ich vor, dass sich das Auto im Laufe der Zeit mehrere Meter oder mehr bewegt. Ich werde meine Frage bearbeiten, um dies widerzuspiegeln.
Isaac Sutherland

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Wie wäre es mit einem linearen Zahngummiband, das entlang der Strecke verläuft?

Ich habe gesehen, dass dies in Maschinen verwendet wurde, die ziemlich gut funktionierten.

Ein Paar Aufnahmerollen nimmt den Riemen auf und eine Antriebsscheibe übt ein Drehmoment aus.

Der in der Nähe befindliche Zahnriemen ist relativ wartungsfrei, benötigt keine Schmierung und fährt in beide Richtungen gleichermaßen. Ausgefallene Big Belt-Materialien bestehen aus Silikonkautschuk und Kevlar, dehnen sich nie stark und benötigen keine Schmiermittel.

800 g ist ein sehr kleiner Riemen (der pro Meter billiger ist). Der Riemen ist zahnseitig zur Schiene auf der Schiene montiert. Der Riemen wird an beiden Enden unter Spannung gehalten, und die Aufnahmerollen und die Antriebsscheibe haben eine feste Beziehung, so dass er ziemlich spielfrei sein kann.

entschuldigen Sie meine ASCII Kunst.

#-----------------0     0------------------#
                  |  O  |
                   \___/


--- belt
0  pickup roller
O center of drive pulley.
# belt tensioner ( belt is stretched with a bolt thread )

Sieht für mich aus wie ein Servogürtel.
Dave

Hmmm ... nicht genau , denke ich. Ich gehe davon aus, dass die Umlenkrollen gegen 10 und 2 Uhr sind, um die Antriebsscheibe an Ort und Stelle zu halten. Dies ist ein sehr cooler Ansatz, da Sie den Gürtel schlaff lassen können, wenn er über jede Art von "Hügeln" oder "Klippen" geht. +1 für diesen Ansatz.
Dave

Sie könnten dieses Zeug ziemlich leicht von McMaster bekommen, ich könnte Pullies der XL-Serie (~ $ 8-10) und Gürtel (~ $ 2 / ft) vorschlagen
Nick T

Ich dachte an nichts so Aufwendiges wie einen ServoBelt. Ich habe sie immer aus Teilen und Platten gesehen. (McMaster, denke ich in den USA)
Tim Williscroft

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Wenn Sie sehr weit fahren, ist es möglicherweise am besten, Ihrem Auto eine Winde hinzuzufügen, da Sie diese ohne große Probleme ausfahren können. Eine einfache Spule, die von einem Schneckengetriebe angetrieben wird, würde eine Bewegung verhindern, wenn sie nicht angetrieben wird. Wenn Sie möchten, dass der angetriebene Teil repariert wird, befestigen Sie die Winde einfach oben am Aufzug (oder über eine Riemenscheibe an einer anderen Stelle) und binden Sie sie an das Auto.

Was eine Schiene betrifft, würde ich ein paar kleine Räder verwenden (wenn Sie nicht viel selbst herstellen möchten, könnte Lego eine Option sein) und sie eine Schiene (kreisförmige oder quadratische Stange) gefangen halten lassen.

Apropos Spielzeug, ich bin mir nicht sicher, was in einer K'nex-Achterbahn steckt, aber es könnte nützlich sein, wenn Sie eine billige / gebrauchte bekommen können.


Können Sie klarstellen, was Sie damit meinen, dass Sie eine Schiene gefangen halten? Es fällt mir schwer, mir eine Legokonstruktion vorzustellen, die einer Schiene folgen und ein Kilogramm Last tragen könnte.
Isaac Sutherland

@Isaac: Mein Link war nur für Räder, nicht wirklich Legos.
Nick T

@Isaac: Ich denke, was Nick meint, sind Räder über und unter der Schiene. Grundsätzlich wie eine Achterbahn.
Dave

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Einige Drucker haben ein klar gestreiftes Material (über die Achse), das von Fotozellen gescannt wird, um einen langen linearen Encoder zu erhalten. Dies bewegt sich nicht. Sie können Ihr aktuelles Laufwerk (oder fast jedes andere) verwenden und den Encoder als Feedback verwenden, um die Bewegung so präzise wie die Streifen zu machen.


-1

Damit Sie die besten Antworten auf Ihre Frage erhalten, müssen Sie meiner Meinung nach mehr Informationen über das Gelände bereitstellen, an das Sie diesen Track anhängen möchten. Sie sagen, es kann von horizontal nach vertikal gehen - wie vertikal und wie schnell steigt oder sinkt die Note? Was sind die Einschränkungen bei der Festlegung der Strecke? Haben Sie freie Hand darüber, welche Hardware Sie auf den Boden legen?


Ich stelle mir einen linearen Ausleger vor, an dem eine Spur befestigt ist. Der Ausleger könnte mit einem Stativ an einem Ende abgestützt werden, um seine Neigung zu bestimmen. Die Strecke selbst kann perfekt gerade sein, wenn Kurven die Dinge zu kompliziert machen würden.
Isaac Sutherland
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