Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

[deckard51]

1. небольшая площадь зацепления между большой шестерней и винтом

Да в принципе любом (ну кроме планетарных) зубчатом редукторе нагрузка идет на два три зуба. А площадь зацепления в таких типах редукторов обычно компенсируется соответствующим сечением ведомой шестерни.
Можно сделать подтормаживание "сустава" к примеру о фторопластовое кольцо чтоб частично сгладить удары. Чтоб даже в свободном перемещении сустав имел свое внутреннее сопротивление.

[deckard51]

Простейшее применение такого редуктора в дворниках автомобиля. Там ведомая шестерня пластиковая, ударных нагрузок особо сильных там конечно нет, но длинна плеча дворников достаточная.Служат они по 20 и более лет.

[Nick]

Одна из самых больших проблем червячного редуктора - вес, и то, что он обязательно должен быть на самом суставе.

[Гармонист]

Одна из самых больших проблем червячного редуктора - вес, и то, что он обязательно должен быть на самом суставе.

согласен, но думаю это не фатально. Особенно если редуктор сделать из полимеров.

[PKM]

червячный редуктор сложно сделать беззазорным
а энкодером люфт компенсировать тоже не вариант

[deckard51]

Вот кому интересно, талмуд по шестеренкам http://bru.mogilev.by/students/material ... /part5.htm.

например думал сделать свой червячный редуктор и колесо прикрепить прямо к плечу...

У вас есть возможность и шестерни изготовить ?

[deckard51]

Кусочек из умной книжки...
Бла, бла.........Здесь имеет место точечное касание, что является недостатком передачи. Передаточное отношение колеблется в пределах 1 — 5. При передаточном отношении U ≥ 5 винтовая передача переходит в червячную.Червячные передачи находят широкое применение в технике. Ее достоинства – большое передаточное отношение, плавность, бесшумность, в большинстве случаев свойство самоторможения. Недостатки – низкий к.п.д., большие осевые усилия на подшипники, повышенный износ червячного колеса.... бла,бла.

Гармонист, про недостатки вы абсолютно правы, сейчас пробежался глазами по талмуду. Там почти слово в слово.

[Гармонист]

У вас есть возможность и шестерни изготовить ?

имея обычные станок с чпу с хоббийной точностью - это вполне реально.
Я еще не делал шестерни, т.к. пока что я жду заводские направляющие поставить вместо своих самодельных, а то сильно люфтит.

deckard51, помоги мне в проектировании устройства механизма перемещения плечей на шпильках.
Сейчас ломаю голову над тем: как максимально проще сделать капролоновую гайку, прикрепленную к плечу(например: в середине плеча), так чтобы обеспечить её вращение и при этом жесткое зацепление с плечем...

схема механизма перемещения плеча на резьбовой шпильке

[Nick]

как максимально проще сделать капролоновую гайку, прикрепленную к плечу(например: в середине плеча), так чтобы обеспечить её вращение и при этом жесткое зацепление с плечем..

Надо делать что-то вроде штока цилиндра. вот так.

Только шпильку в таком случае плохо использовать - скорость перемещения будет никакая, или рычаг большой. Тут лучше всего работает или пневматика, или гидравлика.

[Гармонист]

Только шпильку в таком случае плохо использовать - скорость перемещения будет никакая, или рычаг большой

скорость конечно будет низкая, но и точность будет соответствующая(т.е. обратнопропорциональная).
Использовать готовый пневмоцилиндр или гидравлический - заманчиво, только я сомневаюсь на счет их точности(как контролируется дозировка подачи воздуха, жидкости,... ?).
Использовать готовый актуатор(внутри которого ШВП, РВП или шпилька) - как на твоем рисунке - тоже удобно,
но есть минусы: - из-за ограничения хода(из-за того что винт уходит вглубь цилиндра, а длина этого хода ограничена):
- или точка опоры(верхний шарнир) будет ближе чем середина плеча(а по моим подсчетам точка опоры будет отстоять от оси вращения сустава не дальше чем 1/3 длины плеча), а это рычаг больший чем 1-ин к 2-ум.
- или сгибаться сустав будет меньше чем мог бы(на твоем рисунке плече не согнется меньше 45 градусов)

Посмотри внимательнее на мой чертеж - я предлагаю конструкцию когда гайка соединена с плечем. Это убирает много недостатков актуаторов. Например ход плеча до 180 градусов. А описанные тобой минусы моей конструкции можно решить бОльшим шагом резьбы.
В чем я ошибаюсь?

[Nick]

если шарнир стоит в 1/3 плеча, то рычаг будет 1:3, а не 1:2.

- или сгибаться сустав будет меньше чем мог бы(на твоем рисунке плече не согнется меньше 45 градусов)

Можно расположить опорные точки на разных расстояниях от шарнира самого сустава. Это изменит возможные углы.

Минусом твоего подхода будет торчащий винт.

Общим минусом такого привода будет свойство винта (или вообще железного прутка) - он хорошо работает на растяжение, но плохо на сжатие. Поэтому штоки гидравлических цилиндров достаточно толстые. Да еще и закаленные по поверхности.

только я сомневаюсь на счет их точности(как контролируется дозировка подачи воздуха, жидкости,... ?).

Контролируются специальными электро клапанами. Пневматика подойдет для не силовых более менее точных перемещений, или силовых, но не очень точных. С гидравликой все гораздо лучше, но сложнее и дороже сами механизмы.

[deckard51]

Со шпилькой и гайкой надо подумать... завтра на работе покумекаю на свежую голову. Для большей скорости кстати можно нарезать многозаходный ходовой винт на токарничке.
Гидравлику думаю что использовать довольно реально. Будет очень жеско. Жижа всетаки штука не сжимаемая. Самое сложное это перепускные клапана.
Можно правда нагородить огород и сделать без клапанов - соединить два гидро цилиндра, один из них двигать либо сервой дибо шд. Тоесть один будет выполнять роль насоса а другой привода.

[Nick]

Можно правда нагородить огород и сделать без клапанов - соединить два гидро цилиндра, один из них двигать либо сервой дибо шд. Тоесть один будет выполнять роль насоса а другой привода.

Вот это хорошая идея, так можно очень сильно облегчить всю конструкцию. Только не будут ли шланги расширяться и таким образом давать мягкость привода?

[deckard51]

Шланги высокого давления взять, думаю что расширение если и будет то не значительным. Они разные бывают толстые тонкие на 50 Атм на 200 итд.

[wldev]

Шланги высокого давления взять, думаю что расширение если и будет то не значительным.

Конечно, если вы будете брать шланг 4 мм а цилиндр 50 мм.

Если бы это было так, то везде бы ставили только гибкие шланги и без использования металлических трубок...

Не надо изобретать велосипед. Нужно делать как обычный робот, пусть и с меньшим количеством координат. А так это уже "экскаватор" какой-то. Я уже не говорю о том, что вы многократно увеличиваете сложность расчёта координат.

Я считаю что в первую очередь нужно заняться "обратной кинематикой". Т.е. проблемой расчёт конфигурации (взаимного расположения) осей робота при известных (x,y,z,a,b,c).

В конце концов можно купить старый робот на "e-bay". В любом случае он будет дешевле и лучше чем если делать самому, тем более что у роботов в первую очередь летит электроника...

например:
http://viewitem.eim.ebay.ru/MRH-Hybrid- ... 68221/item

[deckard51]

Было бы классно! Но такая клешня на таможне застрянет без вариантов ИМХО.

А так это уже "экскаватор" какой-то.

Чпу экскаватор тоже полезная штука.
На мой взгляд нужно начинать решать проблемы кинематики с действующей модели, из фанеры или пластика. Не заостряя внимания на точности и жесткости, на первых парах. Покрутить, повертеть в руках, прощупать, многое станет ясно. Я бы наверное сделал модель на ременных передачах для начала.

[wldev]

Не заостряя внимания на точности и жесткости, на первых парах.

Согласен...

только первые 3 оси я бы сделал на червячных редукторах...

например:
http://viewitem.eim.ebay.ru/MRH-Hybrid- ... 68221/item

Наверное это утопленники из США:((((

[Nick]

Я считаю что в первую очередь нужно заняться "обратной кинематикой". Т.е. проблемой расчёт конфигурации (взаимного расположения) осей робота при известных (x,y,z,a,b,c).

ИМХО это не так сложно... Только надо делать под конкретную модель. Хотя бы, чтобы были известны порядок шарниров.
Т.е.:
Основание
Шарнир 1, вращение вокруг Оси X(Y,Z) относительно плоскости шарнира
Плечо 1, длинна L1 (тут можно просто параметром)

Шарнир 2, вращение вокруг Оси X(Y,Z) относительно плоскости шарнира
Плечо 2, длинна L2 (тут можно просто параметром)
и т.д.

Инсрумент длинна Ln


ЗЫ а это случаем не прямое ли преобразование, когда из координат "мира" нужно преобразовать в координаты робота?

[PKM]

Больших проблем кинематики там нет. Но есть проблемы конструкции

[Гармонист]

На мой взгляд нужно начинать решать проблемы кинематики с действующей модели, из фанеры или пластика. Не заостряя внимания на точности и жесткости, на первых парах. Покрутить, повертеть в руках, прощупать, многое станет ясно. Я бы наверное сделал модель на ременных передачах для начала.

Согласен...

тоже поддерживаю

На счет механизма на пневмоцилиндре:
встретил статейку которая может помочь: "Делаем пневмомышцу для робота своими руками"

на счет механизма на шпильках:

Минусом твоего подхода будет торчащий винт.

согласен, но эстетика здесь играет последнее место. Главное: скорость, точность, сложность сборки, дороговизна,...

Пневматика подойдет для не силовых более менее точных перемещений, или силовых, но не очень точных. С гидравликой все гораздо лучше, но сложнее и дороже сами механизмы.

Неоспоримые плюсы механизма на шпильках:
1. возможность просто собрать самому
2. бюджетность - что для хоббийных целей - одно из основных
3. точность(пусть и низкая скорость и торчащий винт)
4. возможность установки точки опоры далее середины плеча(считая началом плеча - сустав) - что уменьшает рычаг на плече

--------------------------------------------
Есть минус моей конструкции - шпильку(особенно если она слегка искривлена), т.е. тот самый "торчащий конец шпильки" - при вращении будет "болтать"(и эта вибрация будет передаваться на шарнир), особенно когда маленький угол(меньше 45 градусов) между плечем 2 и плечем 1.
Это решается тем что вся шпилька помещается в алюминиевую трубу(цилиндр) и в конце шпилька через подшипник зажимается в цилиндр.
Вот эту проблему я сейчас и решаю: в этом алюминиевом цилиндре - делается прорезь вдоль всей длины - через эту прорезь гайка должна соединяться с шарниром на плече 2.
В этом и заключается сейчас моя задача - прорезь не должна быть слишком большой(чтобы цилиндр не потерял жесткость) и не должна быть слишком маленькой чтобы соединение гайки с шарниром плеча 2 было достаточно жестким. Прихожу к выводу что этот механизм(деталь соединяющую гайку с шарниром) который я рисовал и описывал в посте выше - придется отливать из металла...
--------------------------------------------

Можно расположить опорные точки на разных расстояниях от шарнира самого сустава. Это изменит возможные углы.

Вопрос 1: не понял - можешь показать на рисунке?

Общим минусом такого привода будет свойство винта (или вообще железного прутка) - он хорошо работает на растяжение, но плохо на сжатие. Поэтому штоки гидравлических цилиндров достаточно толстые. Да еще и закаленные по поверхности.

Вопрос 2: не понял - поясни пожалуйста.

Но есть проблемы конструкции

Вопрос: ты про механизм на шпильке, про механизм на гидроприводе или про механизм на червячном редукторе?