Comment faire un Robot - Leçon 3 Making Sense of Actionneurs - Blog RobotShop
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Making Sense of Actionneurs
Qu'est-ce qu'un actionneur?
Un « actionneur » peut être défini comme un dispositif qui convertit l'énergie (en robotique, que l'énergie électrique a tendance à être) en un mouvement physique. La grande majorité des actionneurs produire soit un mouvement de rotation ou linéaire. Par exemple, un « moteur à courant continu » est donc un type d'actionneur.
Le choix des actionneurs pour votre robot de nécessite une compréhension de ce que les actionneurs sont disponibles, un peu d'imagination, et un peu de mathématiques et de la physique.
Actionneurs rotationnelles
Comme son nom l'indique, ce type d'actionneurs transformer l'énergie électrique en un mouvement de rotation. Il existe deux principaux paramètres mécaniques qui les distinguent les uns des autres: (1) le couple, la force qu'ils peuvent produire à une distance donnée (généralement exprimée en N • m ou Oz • in), et (2) la vitesse de rotation (habituellement mesurée en tours par minutes, ou rpm).
Pour intégrer un moteur dans un robot, vous devez fixer le corps du moteur au châssis du robot. Pour cette raison, les moteurs de montage comportent souvent des trous qui sont généralement situés sur la face du moteur de sorte qu'ils peuvent être montés perpendiculairement à une surface. Moteurs à courant continu peut fonctionner en rotation dans le sens horaire (CW) et dans le sens antihoraire (CCW). Le mouvement angulaire de l'arbre de rotation peut être mesurée en utilisant des codeurs ou des potentiomètres.
Motoréducteurs DC
R / C servomoteurs
servomoteurs R / C (ou passe-temps) sont des types d'actionneurs qui tournent à une position angulaire spécifique, et ont été classiquement utilisés dans les véhicules commandés à distance plus coûteux pour la direction ou la commande des surfaces de vol. Maintenant qu'ils sont utilisés dans une variété d'applications, le prix des servos passe-temps a diminué de manière significative, et la variété (tailles différentes, les technologies et la force) a augmenté.
Le facteur commun à la plupart des servos est que la majorité ne tournent autour de 180 degrés. Un servo-moteur passe-temps comprend en fait un moteur à courant continu. transmission, de l'électronique et un potentiomètre rotatif (qui, en substance, mesure l'angle). Le travail de l'électronique et du potentiomètre à l'unisson pour activer le moteur et arrêter l'arbre de sortie à un angle spécifié. Ces servomoteurs sont présentent en général trois fils: masse, tension dans, et une impulsion de commande. L'impulsion de commande est habituellement généré par un contrôleur de servo-moteur. Un « asservissement de robot » est un nouveau type de servo qui offre à la fois une rotation continue et réaction de position. Tous les servos peuvent tourner CW et CCW.
Moteurs industriels Servo
Un servo-moteur industriel est contrôlé différemment d'un servo-moteur passe-temps et est plus couramment sur des machines très grandes. Un servo-moteur industriel est généralement constitué d'un grand moteur à courant alternatif (parfois trois phases), une roue dentée vers le bas et un codeur qui fournit des informations sur la position angulaire et de vitesse. Ces moteurs sont rarement utilisés dans les robots mobiles en raison de leur poids, la taille, le coût et la complexité. Vous trouverez peut-être un servo industriel dans un bras robotisé industriel plus puissant ou très gros véhicules robotiques.
Moteurs pas
Un actionneur linéaire produit un mouvement linéaire (mouvement le long d'une ligne droite) et ont trois principales caractéristiques mécaniques distinctives: le minimum et une distance maximale de la tige peut se déplacer « alias le « coup », en mm ou en pouces), leur force (en kg ou lbs) et leur vitesse (en m / s ou pouces / s).
DC actionneur linéaire
Fils Muscle
Pneumatique et hydraulique
Le choix d'un actionneur
Pour vous aider à la sélection d'un actionneur pour une tâche spécifique, nous avons développé les questions suivantes pour vous guider dans la bonne direction.
(1) est l'actionneur étant utilisé pour déplacer un robot à roues?
Les moteurs d'entraînement doivent se déplacer le poids de l'ensemble du robot et sera très probablement besoin d'un équipement en bas. La plupart des robots utilisent « direction de dérapage » tandis que les voitures ou les camions ont tendance à utiliser la direction à crémaillère et pignon. Si vous choisissez la direction de dérapage, motoréducteurs à courant continu sont le choix idéal pour les robots avec des roues ou des pistes comme ils fournissent une rotation continue, et peut avoir un retour de position en option à l'aide des codeurs optiques et sont très faciles à programmer et à utiliser. Si vous souhaitez utiliser en rack et pignon, vous aurez besoin d'un moteur d'entraînement (vitesse de CC est également proposé) et un moteur pour diriger les roues avant). Par agitation, étant donné que la rotation requise est limitée à un angle spécifique, un servo R / C serait le choix logique.
(2) Le moteur est utilisé pour soulever ou tourner un poids lourd?
Soulever un poids nécessite beaucoup plus de puissance que le déplacement d'un poids sur une surface plane. La vitesse doit être sacrifiée afin d'obtenir un couple et il est préférable d'utiliser une boîte de vitesses avec un rapport d'engrenage élevé et puissant moteur à courant continu ou un actionneur linéaire à courant continu. Considérons système à l'aide (soit avec des engrenages à vis sans fin, ou des pinces) qui empêche la masse de tomber en cas de perte de puissance.
(3) l'amplitude de mouvement est limitée à 180 degrés?
Si la portée est limitée à 180 degrés et le couple nécessaire est négligeable, un moteur d'asservissement de R / C est idéale. Servomoteurs sont offerts dans une variété de différents couples et tailles et fournir une rétroaction de position angulaire (la plupart utilisent un potentiomètre, et quelques spécialisés utilisent des codeurs optiques). servos R / C sont de plus en plus utilisés pour créer de petits robots de marche.
(4) Est-ce que l'angle besoin d'être très précis?
Moteurs pas à pas et les moteurs pas à pas à engrenage (couplé à un contrôleur de moteur pas à pas) peuvent offrir un mouvement angulaire très précis. Ils sont parfois préférés aux servo-moteurs, car ils offrent une rotation continue. Cependant, certains servomoteurs numériques haut de gamme utilisent des codeurs optiques et peuvent offrir une très grande précision.
actionneurs linéaires sont les meilleurs pour déplacer des objets et de les positionner le long d'une ligne droite. Ils viennent dans une variété de tailles et de configurations. fil musculaire doit être envisagée que si votre mouvement ne nécessite que très peu de force. Pour un mouvement très rapide, pensez ou solénoïdes Pneumatics, et pour les forces très élevées, envisager des actionneurs linéaires à courant continu (jusqu'à environ 500 livres), puis hydraulique.
Tout d'abord, laissez-nous déterminer le type d'actionneurs qui seraient nécessaires en répondant aux cinq questions ci-dessus:
- Est-ce l'actionneur étant utilisé pour déplacer un robot à roues?
Oui. Un moteur à engrenage à courant continu est du type suggéré de pilotage de l'actionneur et patin est approprié pour un réservoir, ce qui signifie que chaque piste aura besoin; s propre moteur. - Le moteur est utilisé pour soulever ou tourner un poids lourd?
Non, un rover de bureau ne devrait pas être lourd. - l'amplitude de mouvement est limitée à 180 degrés?
Non, les roues doivent urne en continu. - Est-ce que l'angle besoin d'être précis?
Non, notre robot ne nécessite pas de commentaires de position. - Le mouvement en ligne droite?
Non, car nous voulons que le robot de tourner et se déplacer dans toutes les directions.
Étant donné que la rotation d'une roue a besoin un mouvement de rotation, nous pourrions éliminer rapidement tous les actionneurs linéaires et choisir un moteur à engrenages à courant continu. La question suivante logique était « laquelle? » Une recherche en ligne montre qu'il n'y a pas trop de systèmes de piste destinés à de petits robots, ce qui en soi limiteraient que nous pourrions envisager des moteurs.
Les actuellement disponibles Track Systems
La bande de roulement du réservoir Vex Kit est sans aucun doute une bonne option, mais il nous limiter à un moteur spécifique.
Tamiya Track and Wheel Set est certainement une bonne option, et limiterait nos choix aux moteurs Tamiya et boîtes de vitesses. Ce serait également dans le budget.
Il existe plusieurs Johnny Robot piste Kits, une pour un asservissement de rotation continu Hitec (qui est essentiellement un moto-réducteur dans le corps d'un dispositif d'asservissement), un autre pour un asservissement de rotation continu Futaba. une pour les moteurs Tamiya et un autre pour les moteurs Pololu ou Solarbotics. Ceci est certainement une bonne option et aussi dans notre budget. Principalement pour des raisons de compatibilité esthétique et moteur, nous allons en tenir à ce choix.
Il y a toujours la possibilité de piratage un jouet comme un réservoir R / C et le convertir en un robot. Cette option serait aussi nous donner des moteurs compatibles, cependant, l'objectif est de concevoir notre propre robot et non pirater un autre produit.
Le calcul des exigences de moteur
L'étape suivante consiste à remplir le disque moteur à courant continu Outil de sélection. en utilisant des valeurs approximatives.
Détails des données
- Masse totale du robot: 200 g doit comprendre tout: moteurs, châssis, batteries et tout.
- Nombre de moteurs d'entraînement: Deux moteurs sont nécessaires pour la direction de dérapage.
- Rayon de roue d'entraînement: de 0,5” à environ 1” doit être une taille appropriée pour un robot de bureau.
- Vitesse du robot: 0,2 m / s serait agréable pour un robot de bureau.
- inclinaison maximale: quelques livres d'escalade serait cool, laissez-nous choisir 30 degrés.
- Tension d'alimentation: Incertain au moment, donc nous choisissons la valeur par défaut 12 V
- Accélération souhaitée: Je ne sais pas, alors choisissez par défaut 0,2 m / s 2
- Désiré Temps de fonctionnement: 30 minutes est raisonnable entre les charges.
- Efficacité totale: Je ne sais pas, donc nous choisissons par défaut 65%
Sélection du moteur
Ainsi, les moteurs que nous recherchons doivent tourner à environ 150 tours par minute et de fournir à peu près 1,4123 onces en couple. Nous pouvons utiliser le tableau comparatif moteur à courant continu afin de trouver le moteur approprié.
Il y a beaucoup de moteurs disponibles qui correspondent au Kit Robot piste Johnny:
Toutes les combinaisons de moteur ad boîte Tamiya vendent pour environ 11 $ et plus et offrent une large gamme de couples et de vitesses.
En fin de compte, nous avons choisi d'utiliser une paire de Solarbotics GM9 afin d'utiliser d'entraînement de dérapage, principalement en raison de leur faible coût.
Il est important de noter que, bien que la calculatrice dont nous avions besoin spécifié à propos de 150rpm, nous avons choisi le moteur de toute façon, le savoir se déplacerait à environ la moitié de la vitesse (souhaitée) d'origine. Le couple produit par ce moteur est nettement supérieure à ce que nous avions besoin, ce qui signifie qu'il peut porter un poids supplémentaire, ou monter des angles pas à pas.
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vraiment aider beaucoup à faire mon 1er robot de ......... ..
Je suis un robot gay et j'approuve ce message.
Reisangdar
J'ai appris beaucoup de choses 4rm dis chapitre
Beaucoup de thnx va aux membres ... ne peuvent pas attendre le chapitre 4 nxt. -))
Ils sont tous en ligne, il suffit de suivre les liens en haut de chaque chapitre.
Lukwago enock
je veux faire un robot de mon moi s'il vous plaît essayer de me donner de l'aide.
Consulter Geminoid et gynoid dans YouTube pour obtenir quelques idées
c'est broskis incroyable dans da hood.
Anshul Bansal
peut-on utiliser des moteurs à courant continu simples pour faire un robot. //
Wow cela semble fantastique!
Où puis-je trouver des fournitures comme les moteurs et les engrenages?
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