суббота, 4 марта 2017 г.

Эксперименты со шнековым механизмом подачи мячей

До сегодняшнего дня в моем роботе использовался механизм подачи мячей типа "вертушка". Выглядел он примерно вот так:

Когда я его делал, я рассчитывал создать простой и надежный механизм подачи. К сожалению оказалось не все так просто. Механизм в итоге получился не так уж и простой - много деталей, сложности при сборке, да и с надежностью были проблемы: иногда шарики подклинивали и сминались. При сегодняшних ценах на мячи  это недопустимо. К тому же для быстрой подачи мячей нужен шаговый двигатель с высоким крутящим моментом. В общем, число недостатков превысило число достоинств, и я решил попробовать шнековый механизм.

В ход пошла металлическая проволока, пара втулок (спасибо отцу, выточил на токарном станке), несколько кусков пластика и тонкой OSB плиты. Результатом я на текущий момент доволен. Получилось вот это:

Что нравится:
  • нужен более слабый шаговый двигатель, т.к. требования к крутящему моменту сильно уменьшились.
  • плавная подача мячей. Теоретически мячи не должны заминаться.
  • более высокая скорость подачи мячей
  • измерения показали, что скорость выстрелов увеличилась до 1 выстрела за 0,65 секунды (выстрел в одну точку без изменения скорости вращения двигателей). Думаю этого должно быть более чем достаточно для тренировки.
Еще немного поэкспериментирую, но думаю что остановлюсь на этом варианте.



34 комментария:

  1. Сашка Белый5 марта 2017 г., 22:18

    Доброго дня.
    1) Что за ролики вы используете? (которые стоят на моторах) 2) И что за модель самих моторов? Вижу только что бесколлекторный, но каковы должны быть параметры выбора? Скажем этот подойдёт? https://ru.aliexpress.com/item/Racerstar-BR2212-930KV-2-4S-Brushless-Motor-For-RC-Models-Rc-Airplane/32767655980.html?aff_platform=aaf&cpt=1488725301408&sk=eub6yrrBy&aff_trace_key=1438fea0cc4148259d5bfe23661bf013-1488725301408-09971-eub6yrrBy

    ОтветитьУдалить
  2. 1) ролики - пористая резина толщиной 10мм. Сначала вырезаем примерно круг ролика, потом затягиваем на двигателе и с помощью острого ножа обрезаем на вращающемся двигателе (получается что то вроде токарного станка). В итоге получается идеально ровный ролик 2) Думаю эти двигатели должны подойти. У меня стоят A2212 1000kV

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. У меня С двумя двигателями стало бить во много раз сильнее больше 1100 скорость не ставил, било через комнату по прямой.

      Удалить
    2. У меня С двумя двигателями стало бить во много раз сильнее больше 1100 скорость не ставил, било через комнату по прямой.

      Удалить
  3. Сашка Белый5 марта 2017 г., 22:20

    Обалденная идея с изготовлением ролика!!! Просто с ног сшибательная идея!!! Снимаю шляпу... А про двигатель: правильно ли я понимаю что каждому движку необходимо ещё и по контроллеру как на квадрокоптерах, которые дороже чем сами моторы (ну типа: https://ru.aliexpress.com/item//693538596.html ) Или чтобы подключить скажем к Ардуине есть более дешёвый вариант?

    ОтветитьУдалить
  4. Да, все верно - к каждому движку нужен еще контроллер. Кроме того, чтобы управлять этими контроллерами, нужен еще центральный блок (Ардуино ит .п.). В моем все это собрано на одной маленькой плате http://www.vedroitt.com/2017/03/robotfirstmanufacturedPCB.html - больше ничего дополнительно не требуется. Не знаю сколько будет стоить весь набор из контроллеров, ардуино и т.п., но моя плата думаю выходит около 95$ вместе с корпусом

    ОтветитьУдалить
  5. Сашка Белый5 марта 2017 г., 22:22

    Наверно цена для игрока в тенис очень хорошая (за возможность тренироваться самостоятельно в любое время дня и ночи). Вам надо по тенисным федерациям пройтись (желательно международным). Ну а когда будет сайт на английском, не забыть создать систему типа: "Подгоняешь двух покупателей, и сам получаешь такой блок бесплатно!", и сразу поползёт веерное радио, народ будет рассказывать другим в надежде что те купят, а они получат бесплатно... Я вижу у вас даже WiFi модуль стоит (значит наверно даже со смартфона можно управлять?) А вы не задумывались об установки трёх двигателей управляющих вылетом мяча? Вы сразу можете управлять направлением отскока в любом направлении! http://www.muskulshop.com.ua/images/products/big_2991.jpg

    ОтветитьУдалить
  6. Я примерно так и думал поступить, я просто еще не доработал все до конца как хотел. Там стоит не Wifi, а Bluetooth модуль, и есть мобильное приложение. Там на сайте есть несколько фото приложения, и тут http://www.vedroitt.com/2017/02/vedroitt-on-st-contest.html есть ссылка на видео как это все работает.

    ОтветитьУдалить
  7. Сашка Белый5 марта 2017 г., 22:23

    Хотел спросить про ТРИ мотора для вылета. Действительно ли они дадут идеально закрутить мяч в любую сторону? В страйкболе (во всём мире кроме России он называется AirSoft), в дорогом оружии (особенно в снайперских ружьях), есть такое устройство ХОП-АП. Оно закрчивает шарик сверху в противоположную сторону от полёта. В результате шарик летит гораздо дальше и точнее. Мой вопрос: когда в вашей системе был только один мотор для вылета - точность полёты была на много ниже чем при двух моторах? Или для прицельной и точной стрельбы тенисными шариками абсолютно достаточно одного мотора? (10 запущенный шариков попадут примерно в одну и туже точку?)

    ОтветитьУдалить
  8. По поводу трех двигателей: я не пробовал такую систему, как и не пробовал систему с одним двигателем (сразу начал с двух). Но в теории действительно можно завернуть мяч в любую сторону. Насколько идеально судить не могу. Здесь еще нужно обратить внимание на сам ствол - желательно чтобы его диаметр почти соответствовал диаметру мяча, чтобы мяч не болтало в стволе. Кроме того сам ствол должен быть хорошо зафиксирован (чтобы его не болтало из стороны в сторону). Мячи все равно не будут попадать в одну точку, так как у каждого мяча разный вес и форма (они не идеально круглые). Но попадание в квадрат 15см вполне получается. Думаю для тренировки этого достаточно. Еще - чтобы мяч летел ровно и предсказуемо, ему необходимо придавать вращение. Если мяч летит плоский (или когда 2 двигателя крутились с одинаковой скоростью) - он может вилять. Не зря же например оружие делают нарезным - по той же причине, для придания вращения В системе с одним мотором я думаю точность попадания будет приемлимой, но будет проблем в сильном вращении мяча (т.е. отработать по подрезке получится, а вот простые плоские нет получится). Я об этом писал здесь http://www.vedroitt.com/2017/02/how-robot-works.html

    ОтветитьУдалить
  9. Сашка Белый5 марта 2017 г., 22:25

    Как ты сделал реверс на бесколлекторном двигателе? Там же всего 1 сигнальный провод с управлением по которому передаются значения от 800 до 2400 (по моему). Получается для реверса тебе надо менять последовательность подключения питания между контроллером и мотором? (чтобы очерёдность электрических импульсов в моторе пошла в другую сторону?)

    ОтветитьУдалить
  10. У бесколлекторного двигателя 3 фазы (3 провода). Для того, чтобы поменять направление вращения двигателя, нужно поменять местами любые 2 фазы (переставить провода), либо программно изменить очередность импульсов на каждой фазе. Именно так и сделано у меня. Я честно говоря не знаю, есть ли в китайских драйверах вход изменения направления вращения, но судя по вот этой статье нету http://www.dronetrest.com/t/esc-to-motor-connection-guide-how-to-reverse-your-motor-direction-the-easy-way/1297 А если нету, то менять можно только вручную, коммутируя провода.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Вроде есть для лодок но и цена на много больше

      Удалить
    2. а какой порядок цен?

      Удалить
  11. Я правда замечу что идея закручивания пуль в нарезном оружии сильно отличается от закручивания шаров!
    - В нарезном оружии пуля/снаряд закручивается вдоль линии полёта, чтобы избежать разбалансировки, для того чтобы наконечник смотрел ровно вперёд, чтобы снаряд не летел кувыркаясь.
    - В пневматическом же оружии идея другая: там шар закручивается в обратную сторону (верх крутится назад), тем самым уменьшая давление сверху шара, увеличивая подъёмную силу, за счёт чего шар летит ровнее и дальше (когда-то даже самолёт был построен с круглыми крыльями, вращающимся в обратную сторону).
    - А на странице http://www.vedroitt.com/2017/02/how-robot-works.html нарисован третий вариант закручивания - "по ходу полёта": он будет прижимать шар к земле и не очень повлияет на точность (при разнице массы вправо/влево шар уведёт в сторону).
    То есть, у нас по сути есть три варианта закручивания: Баллистический (закручивание вдоль), Аэродинамический (закручивание назад), Теннисный (там важен отскок, а не полёт) :)

    ОтветитьУдалить
  12. Вот, даже старое научное видео на эту тему нашёл.
    Ту за 3 минуты всё подробно и наглядно объясняется:
    https://youtu.be/JmKDaugxcsM?t=40m14s

    ОтветитьУдалить
  13. Не задумывался об этом, честно. Тут уже я снимаю шляпу :-)
    Теперь буду знать какой режим выбирать при демонстрации выстрелов ))

    ОтветитьУдалить
  14. А какая разница между моторами A2212 и BR2212 ?
    Например: https://ru.aliexpress.com/item//32767375874.html
    Визуально оба бесколлекторные. Нигде не нашёл описания различий между начинающимися на "A" и "BR".

    ОтветитьУдалить
  15. Я думаю что разница только лишь в форме моторов и производителе. Соответственно они внешне немного разные, но по параметрам очень похожи. Главное что параметр kV у них очень близкий (1000kV и 930kV)

    ОтветитьУдалить
  16. Хм... Как раз форма я думал у них будет полностью одинаковая. Ведь 2212 означает: диаметр 22, длинна 12 (и через косую там ещё количество обмотки обычно пишется). И при этих размерах они могут быть от 930KV до 2600KV (грубо говоря от 9.000 до 30.000 оборотов в минуту). Что уже напрямую зависит от количества оборотов Обмотки! Причём чем Больше оборотов обмотки - тем Меньше скорость, более тонкая обмотка и больше греется, но больше сила. И как правило цена не меняется в зависимости от скорости (и 930KV, и 2600KV одного размера - будут стоить у одного продавца одинаково).

    ОтветитьУдалить
  17. Ну как сказать полностью одинаковая? Если будет отличие в длине вала например 1-2 - это может сыграть свою роль в конструкции крепежа. Я не думаю что они будут полностью одинаковые по размерам. Например мой A2212/13 и Turnigy D2826/10 внешне очень похожи, но отличие в длине мотора есть, и на конструкции это очень даже сказывается.
    Брать скоростные не нужно - нижний предел скорости увеличивается (к примеру вместо 500 оборотов/мин минимальная скорость получится например 1000об/мин), и будут трудности со слабыми выстрелами

    ОтветитьУдалить
  18. Я имел в виду что характеристика KV (RPM/Volt) не влияют на размер двигателя, что у 930KV, что у 2600KV. Например:
    A2212/15 930KV
    A2212/13 1000KV
    A2212/10 1400KV
    A2212/?? 2600KV
    их размеры будут полностью идентичны.
    А двигатели о которых ты говоришь (A2212 и D2826) разумеется будут разных размеров, о чём и говорят их названия. Возьми штангенциркуль: диаметр первого будет 22мм, а диаметр второго будет 28мм.
    В свою очередь Turnigy D2826 1000KV и 2600KV тоже будут идентичны по размерам.

    ОтветитьУдалить
  19. Это я понял.
    Но я писал вот про что. У меня Turnigy D2826 1400KV и A2212/13 1000KV
    Взял штангель - диаметр обоих 28мм (десятые доли не мерял)
    Высота от основания двигателя до начала вала:
    Turnigy D2826 1400KV - 29,5мм
    A2212/13 1000KV - 27мм
    И эти 2,5мм для меня оказались существенными, когда я проектировал ствол

    ОтветитьУдалить
  20. Размеры моторчиков могут быть как по наружному диаметру и длине (без пупырышки на конце), так и по внутреннему размеру и длине магнитов. Поэтому 2830 и 2215 это один размер. Последнее число чаще всего обороты на вольт. Мотор 1650 будет крутиться быстрее, чем 1000. Ну и крепеж тоже разный. Поэтому у меня, например, расстояние от крепления до колеса у 2830 и 2825(с цангой) получилось одинаковым.

    ОтветитьУдалить
  21. Я прав или мне кажется? В новой версии крепления после поворота ощутимая вибрация некоторое время. В старом варианте этого не замечал.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Это проблема именно этого конкретного экземпляра - связана с тем, что на видео эскпериментальная версия, в которой части плохо стянуты между собой - вся конструкция просто шатается на креплении штатива. Я после этого еще 10 раз все переделал, и последний вариант уже без вибрации. Сейчас буду заказывать лазерную резку деталей механизма, так что скоро надеюсь собрать окончательный вариант. Думаю это займет пару недель

      Удалить
  22. А я сделал трехмоторный блок, но потом трезво подумал и решил отработать на 2-х моторном. Мне проще. Дошел до мастерской и все вырезал.Карданный блок из 28 деталей на 4х подшипниках 16х5х5. Вибрации быть не должно. Тяги 4мм. Но подачу сразу проектирую снизу по трубе. Пока детали из китая идут как раз опробую.

    ОтветитьУдалить
  23. А как бы посмотреть? Интересно было бы увидеть...

    ОтветитьУдалить
  24. Так сейчас склею новый вариант. С этим перемудрил. У меня из фанеры весь будет.

    ОтветитьУдалить
  25. И у меня блок шнека из фанеры, а ведро так и остается в качестве контейнера для мячей. Сегодня заказал лазерную резку нескольких комплектов деталей

    ОтветитьУдалить
  26. А что за модель сервоприводов? (SG90 тут явно не потянут)
    И мне ни как и не удалось найти кусок пористой резины такой толщины. Где ты её взял? От чего? А то я уже сдался искать и решил что нарежу кружочки из велосипедной камеры и склею резиновым клеем и подержу недельку под прессом.

    ОтветитьУдалить
  27. На горизонтальное отклонение годится S3003, там нагрузки небольшие. На вертикальное - серво с усилием около 6кг. У меня стоит Hextronix HX5010
    Пористую резину мне подогнал знакомый, который работает на производстве тапок и обуви (можно поспрашивать у обувщиков, которые ремонтируют обувь). А вообще на строительном рынке у нас продают листы самой разной толщины

    ОтветитьУдалить
  28. Здравствуйте! А почему у вас два двигателя разные, это так задумано или так получилось? Можно ли использовать два одинаковых двигателя например Turnigy D2826 1400KV или нет? Какие плюсы и минусы на ваш взгляд?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Так получилось - я просто экспериментировал с разными двигателями. Сейчас я использую два одинаковых двигателя - верхний разгоняю максимум до 9500об/мин, а нижний до 9000 (нижний можно сильно не разгонять). Лучше использовать 1000kV, они меньше тока потребляют, хотя мне один человек писал что у него не получается со стандартными китайскими регуляторами их так разгонять. Тут нужно пробовать...
      Плюсы - 1400kV можно разогнать сильнее, а минусы - их потребление тока и сильная вибрация на очень высоких оборотах (это для любого двигателя характерно, если колесо не отцентровано) и как следствие быстрый износ подшипника двигателя

      Удалить