Как сделать линейный привод
Перейти к содержимому

Как сделать линейный привод

  • автор:

roboforum.ru

Все конструкции с механикой рычажного типа (андроидные, инсектоидные) завязяны на «искусственные мышцы».
Прямое расположение двигателей в суставах через червяки и прочее по-моему утяжеляет узлы конструкции (редуктор в суставе). Необходимость затрат энергии на удержание тоже минус.

Доступных конструкций механических мышц пока нет (пневматика не в счет — дорого и не совсем адекватно при позиционировании и нагрузках).

Оптимально — гидравлический привод а-ля мышца.
Пока тоже доступных нет (хотя можно сделать имея токарный станок используя принципы и элементы автомобильных тормозных цилиндров, прокладок сантехники и пр.). Здесь по-моему загвоздка в гибких и прочных шлангах и управляемых клапанах.

Идея такая — создать имитатор гидроцилиндра.
Плюсы — нет затрат энергии на удержание положения, возможность переноса идей на большие конструкции гидравликой.

Для нулевых затрат энергии на удержание нужно применять пары винт-гайка
Самые большие задачи —
1. обеспечить минимум трения;
2. обеспечить отсутствие люфтов в механизме;
3. уменьшить габариты.

Re: Имитатор гидроцилиндра

Myp » 19 фев 2008, 10:28

мммм
непонял чо хочет автор
что есть «имитатор гидроцилиндра»?
а где ТЗ?
чо этот гидроцилиндр должен уметь?
как быстро?
и вобще чем принципиально отличаться от обычного гидроцилиндра?
и причем тут гидроцилиндр и винт-гайка?

На вопросы отвечает Бригадир Телепатов!
Всё уже придумано до нас!

Re: Имитатор гидроцилиндра

Широкий » 19 фев 2008, 10:36

Нужна конструкция, действующая как гидроцилиндр.
Ибо гидроцилиндров маленьких и доступных по цене пока нет. Также как микрошлангов и микрогидронасосов.

Re: Имитатор гидроцилиндра

Myp » 19 фев 2008, 11:00

конструкция действующая как гидроцилиндр имхо и есть гидроцилиндр

что изобрести то нужно?
неких хитрый аппарат который будет работать также как гидроцилиндр но не являться гидроцилиндром??
или просто маленький гидроцилиндр?

На вопросы отвечает Бригадир Телепатов!
Всё уже придумано до нас!

Re: Имитатор гидроцилиндра

Широкий » 19 фев 2008, 11:05

Электрическую версию (на базе электродвигателя или пр. ). С минимальными люфтами и пассивным удержанием

Re: Имитатор гидроцилиндра

Digit » 19 фев 2008, 11:14

Широкий , а зачем изобретать? Тут на сайте была чудная самобеглая тележка (черный пластиковый корпус в виде параллепипеда), у которой на спине был двухсегментный манипулятор именно с таким приводом.

К тому же, принципиально, это не «имитатор гидроцилиндра», а вполне традиционная винтовая передача. При чем тут имитатор — не ясно. Сам же обозначил, что в гидравлике проблема не цилиндры, а управляемые, легкие и достаточно дешевые электроклапана. И в этом плане имитации гидравлики не получается.
И вообще, нафига ее имитировать? Надо использовать те приводы, которые тебе доступны, и которые применимы в данной конструкции. И все.

В общем, чего ты хочешь я примерно понял, но зачем и почему именно имитация?

злой полицейский

Re: Имитатор гидроцилиндра

Широкий » 19 фев 2008, 11:28

Ссылку бы. На форуме не был с полгода.
У винтовой передачи потери на трение большие и люфты.

Re: Имитатор гидроцилиндра

Digit » 19 фев 2008, 11:44

У нормальной винтовой передачи никаких больших люфтов и в помине нет! И трение там не такое уж, чтоб переживать. К тому же ты ж сам хочешь, чтобы передача была самотормозящая — не будет трения, она держать не будет!
Ссылка на то, что делалось, вот: http://www.roboforum.ru/viewtopic.php?f=10&t=2067

И на самый главный вопрос ты так и не ответил.

злой полицейский

Re: Имитатор гидроцилиндра

Duhas » 19 фев 2008, 12:52

я лично планирую садить на сустав шестерню и крутить ее червяком .. и пускай кпд будет порядка 0.6 .. для самоделки эт намана. зато самоторможение — раз, большое передаточное — два, и делаться червяки и шестерни будут своими руками — три. а врящая червяк шаговиком, контролируя поворот энкодером, получим еще и точность.. по мне так хороший план к действиям.

«Как сердцу выразить себя? … Мысль изреченная есть ложь!»
В этом мире меня подводит доброта и порядочность.
«двое смотрят в лужу, один видит лужу, другой отраженные в ней звезды»

Re: Имитатор гидроцилиндра

avr123.nm.ru » 19 фев 2008, 13:13

Широкий писал(а): Доступных конструкций механических мышц пока нет (пневматика не в счет — дорого и не совсем адекватно при позиционировании и нагрузках).

Если теоевизор не смотреть и не читать ни чего — то и не будет ни когда !

  • Сайт
  • ICQ

Re: Имитатор гидроцилиндра

lebaon » 19 фев 2008, 22:32

авр, это ты к чему сказал?

Ибо гидроцилиндров маленьких и доступных по цене пока нет. Также как микрошлангов и микрогидронасосов

вопрос, насколько маленьких? какие требования к системе? какое оснащение есть?

Re: Имитатор гидроцилиндра

Широкий » 20 фев 2008, 12:09

Все. Тормознул в формулировке. Нужен актуатор.
Задача — паук.

По ссылке конструкция понравилась. Теперь думаю как редуктор с двигателем в габариты диаметра актуатора впихнуть.
Где-бы найти игругшечный планетарный редуктор? раньше наши выпускали, помнится в «ЮТ» публикация была..

Хотелось-бы обеспечить влагозащищенность конструкции.

Re: Линейный привод — как сделать ?

avr123.nm.ru » 20 фев 2008, 13:44

ИМХО лучше бесщеточнй мотор BLDC — типа модельного безколлекторника — только с датчиками положения ротора. Ротор-гайка.

Такие продаются дорого и на форуме линк я вроде давал.

А резьбовой стержень в него ставишь нужно длины. Можно и гофром пыльником прикрыть.

  • Сайт
  • ICQ

Re: Линейный привод — как сделать ?

FireFly » 20 фев 2008, 20:21

avr123.nm.ru писал(а): ИМХО лучше бесщеточнй мотор BLDC — типа модельного безколлекторника — только с датчиками положения ротора. Ротор-гайка.

Такие продаются дорого и на форуме линк я вроде давал.

А резьбовой стержень в него ставишь нужно длины. Можно и гофром пыльником прикрыть.

Безколекторники имеют обороты бешеные и жрут немерянно энергии (эт «типа модельных») + прально — цена не хилая.
По идее напрашиваются шаговые движки в такую конструкцию, да и есть они готовые — линейные шаговые, тока то же энергопотребление не малое у них.
Более менее реально остается применить коллекторники с планетарным редуктором и встроенным энкодером (что бы габариты не сильно пугали). гм. то же однако цена. + все в кучу собрать..хм.

в общем ИМХО для паука такой тип актуаторов не пойдеть (одно дело медленный и маломощный манипулятор) — скорость не фонтан, КПД аналогишно, работоспособная «наколенная» конструкция без доступа к станочному парку сомнительна.

Зря на сервы не хочешь обратить внимание — щас в продаже появляются достаточно небольшие, легкие, скоростные, с металлическими шестернями и подшипниками в редукторе + дурная мощща — гимору меньше, вполне возможно, что в результате дешевле получится чем огород городить, однозначно эффективнее и надежнее.

Самодельный электрический актуатор. Как сделать линейный актуатор (линейный привод) самому.

Иногда в хозяйстве требуется сделать линейный привод. Т.е. что то не вращать и поворачивать, а перемещать линейно, причем порой на значительные расстояния. Обычно это делается при помощи линейного актуатора. Актуатор преобразует вращательное движение двигателя в линейное перемещение. Потребовалось подобное устройство и мне и я решил его сделать самостоятельно.

Обычно линейное перемещение осуществляют при помощи зубчатой рейки (это что то вроде шестерни, только развернутой в прямую линию). Иногда — при помощи т.н. ходового винта (его можно видеть в винтовых домкратах). Во втором случае наблюдается эффект большой редукции, поскольку на один оборот двигателя приходится всего один оборот винта, а перемещение равно шагу резьбы. Актуаторы с зубчатой рейкой быстрые, но не точные и слабые (усилие перемещения там равно усилию на ведущей шестерне двигателя). А актуаторы с ходовым винтом – это по сути домкраты с электроприводом. Точность их перемещения очень высокая (доли мм), усилие большое, а двигатель для привода требуется маломощный. Единственный их недостаток — они медленные (по сравнению с реечными). Зато их можно очень легко сделать самому в домашних условиях без какого либо особенного инструмента. Еще один их большой плюс — у них явно выраженный эффект самоторможения. Т.е. заставить актуатор перемещаться каким либо способом помимо вращения ходового винта невозможно. Это позволяет использовать винтовые актуаторы в электрических замках и запорах. Их невозможно открыть внешним воздействием (кроме разрушающего).

В продаже имеются резьбовые шпильки различного диаметра. Их и будем использовать в качестве ходового винта. Если требуется значительные усилия (например вы делаете актуатор для автоматического открывания ворот), то лучше взять шпильку с резьбой М16-М20. Она выдержит усилие в сотни килограмм. Для меньших нагрузок можно взять шпильки потоньше.

Разумеется потребуется и ответная часть для ходового винта – гайка. Лучше их взять несколько, что бы усилие передавалось на большую поверхность. Дело в том, что настоящие ходовые винты имеют трапециевидную и глубокую резьбу, закаленную поверхность. Резьбовая же шпилька сделана из мягкого металла, резьба у нее неглубокая и треугольной формы. Это же вызывает повышенное трение при вращении, поэтому ходовой винт из обычной резьбовой шпильки требует обильной и тщательной смазки и защиты от грязи.

Итак, приступаем к сборке линейного электрического актуатора. Необходимой деталью актуатора является и толкатель. Т.е. то, что собственно будет перемещаться. Лучше всего для этой роли подходит трубка, квадратная в сечении. Необходимо подобрать трубку такого размера, что бы гайки могли в нее войти. Например, для гаек резьбы М10 подойдет трубка 20 х 20 мм. У гаек необходимо сточить пару ребер, что они входили в трубку (на фото то, что надо сточить обозначено красным цветом). Делается это так. На шпильку накручиваем несколько гаек вплотную друг к другу, но без затягивания. Все гайки зажимаем в тисках и стачиваем ребра всех гаек. Затем перевернув все на 180 градусов, стачиваем противоположные ребра. В итоге, все гайки должны входить в трубку, но не должны в ней прокручиваться.

Теперь надо зафиксировать гайки внутри трубы, у самого ее конца. Проще всего это сделать с помощью эпоксидной смолы, она прекрасно склеивает металлы. Тщательно обезжириваем внутреннюю поверхность трубы и гайки. На шпильку наносим тонкий слой густой смазки (литол, солидол). Опять собираем гайки в «блок» на шпильке. Смазка должна заполнить зазоры между гайками, что бы туда не протекла эпоксидная смола. Смазкой надо замазать и торцы блока гаек. Вобщем надо максимально защитить резьбу от попадания на нее смолы. (Если вы знакомы со слесарным делом, возможно вам будет проще взять квадратный пруток, отрезать от него несколько сантиметров, просверлить вдоль и нарезать в нем резьбу под шпильку. Но я описываю процесс изготовления «из того что есть»).

Приготовив эпоксидную смолу, аккуратно вклеиваем гайки внутрь квадратной трубы и даем смоле застыть. А пока займемся муфтой сцепления. Ведь шпильку должен вращать электродвигатель. Поскольку и шпилька и вал двигателя обычно круглые, проще всего сделать муфту из отрезков двух трубок, смежных по диаметру. Если диаметры сильно рознятся, можно использовать несколько трубок, набирая нужный диаметр.

Соединив муфту просверливаем сквозное отверстие под контровочный винт. Фиксируем одну часть сцепления на валу двигателя, вторую – ни конце резьбовой шпильки.

В качестве привода актуатора следует выбрать электродвигатель с редуктором, червячным или планетарным. Таких двигателей имеется огромное количество. Это моторчики привода стеклоочистителей автомобилей, электрических стеклоподъемников, всевозможные электрические отвертки (включая самые дешевые), шуруповерты и т.д. и т.д. Не считая специальных моторов-редукторов.

Вобщем привод — совершенно не дефицит. Главное, что бы на валу были не слишком высокие обороты (50-200 в минуту) и достаточное усилие для проворачивания резьбовой шпильки. В крайнем случае купите самую дешевую электрическую отвертку за 300-400 руб, она прекрасно будет работать. Разумеется, мощность двигателя должна соответствовать и задачам, возложенным на актуатор. Ворота отверткой трудно открывать… Я в данном примере использовал какой то моторчик неизвестного назначения. Но у него был червячный редуктор и полностью отсутствовал вал. Пришлось в отверстие шестерни вкрутить отрезок резьбовой шпильки и зафиксировать его самоконтрящимися гайками.

Нам осталось изготовить для актуатора суппорт. Его размер определяется и назначением актуатора и размерами. В простейшем случае это может быть просто отрезок доски. Ее длина должна быть равной длине шпильки плюс место для двигателя.

Двигатель я закрепил с помощью монтажного уголка, саморезами. На противоположном конце суппорта установил направляющую муфту. Тоже из квадратной трубы, только смежного размера. Она же не дает подвижной трубе — толкателю проворачиваться вместе с вращающейся шпилькой. Эту муфту надо установить так, что бы труба – толкатель была параллельно плоскости суппорта. Хотя это не обязательно.

Вот практически и готов актуатор. Надо только соединить муфту сцепления. Если включить двигатель, то его вал начнет вращаться, и резьбовая шпилька тоже. Она будет или ввинчиваться или вывинчиваться из гаек, расположенных в трубе толкателе. Труба у нас не проворачивается из-за направляющей муфты. Поэтому труба толкатель или выдвигается за пределы суппорта, или втягивается назад, приближаясь к двигателю. Шпилька при этом уходит внутрь трубы – толкателя.

В моем случае я использовал метровые шпильку и трубу-толкатель. Из-за необходимости иметь запас по краям рабочего хода в несколько сантиметров, толкатель перемещается примерно на 850 миллиметров. Что меня более чем устроило (актуатор планировался для открывания фрамуги в теплице для ее проветривания). Тяговое усилие составило около 40 кг (больше просто нечем было мерить). Число оборотов двигателя было около 50/мин. Шаг резьбы 1,5 мм. Т.е. за минуту актуатор перемещался всего на 75 мм. Но проветривание теплицы — процесс не спешный.

Актуатор изначально не имеет «тормозов». Т.е. если не выключать двигатель вовремя, то труба – толкатель или «свинтится» со шпильки совсем (и актуатор саморазберется). Или наоборот, упрется в сцепление, заклинит и тогда может сгореть двигатель. Поэтому если планируется работа актуатора от одного края до другого, для предотвращения подобных ситуаций надо сделать концевые выключатели.

В общем случае это могут быть механические выключатели. Для этого к трубе-толкатели крепят прочный «язычок», выступающий вбок. А на суппорте устанавливают пару концевых выключателей, которые разрывают электрическую цепь питания моторчика. Когда язычок нажмет на кнопку концевого выключателя в каком либо крайнем положении, мотор выключится.

Если планируется управление актуатором в автоматическом режиме, под управлением какого то контроллера, то логичнее его будет оснастить герконами, а на самом толкателе закрепить небольшой магнит. На фото – я использовал параллельно включенные несколько герконов (для надежности). Герконы позволят надежно сработать «тормозам» и не боятся ни влаги ни грязи. Герконы подают сигнал в контроллер о том, что актуатор в крайнем положении и надо выключить двигатель. Использование герконов хорошо еще в том плане, что с их помощью (если потребуется) можно знать и о промежуточных положениях актуатора, что он прошел (или проходит) какую то точку.

Непрерывная и очень напряженная эксплуатация данного актуатора в теплице (высокая влажность и большие колебания температуры) показали абсолютную надежность конструкции. Никаких сбоев и замечаний выявлено не было. За лето пару раз наносил на шпильку по «чайной ложке» литола. Вот и все обслуживание. Управлялся как в ручном, так и в автоматическом режиме от температурного контроллера и просто от таймера. «Неспешность» и абсолютная прогнозируемость поведения актуатора позволяет точно рассчитывать время, в каком положении он окажется через некоторое время работы.

Себестоимость такого актуатора составила около 600 руб ($20) , включая покупку электромотора. Простота конструкции позволяет использовать ее как прототип для изготовления актуаторов всевозможного назначения и размеров.

Константин Тимошенко © 01.12.2011 г.

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

Для управления различными агрегатами в игрушечных машинах необходим линейный исполнительный механизм (привод, актуатор). К примеру, чтобы управлять стрелой ковша на экскаваторе, нужно некое подобие гидравлического цилиндра, работающего от низковольтного напряжения. Сделать такой линейный привод, к тому же очень быстрый и шустрый, можно из старого компьютерного, двух с половиной дюймового дисковода. Там имеется червячная передача с широким шагом резьбы.

Понадобится

  • Латунная трубка 4 мм — http://alii.pub/62lt1j
  • Мотор-редуктор N20 — http://alii.pub/62lt2i

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

Изготовление привода из мотор-редуктора и старого дисковода

Демонтируем шаговый двигатель с червячной передачей из дисковода.

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

Вынимаем сам червяк и при необходимости, если не нужен большой вылет, обрезаем его.

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

Далее по размеру червяка с запасом обрезаем латунную трубку. В одном конце делаем боковое отверстие 0,6 мм в диаметре.

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

Запрессовываем трубку на вал мотор-редуктора. Сделать это очень просто, так как одно очень хорошо подходит к другому.

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

В бокове отверстие вставляем штифт. Это может быть любой контакт от радиодетали.

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

Он обязательно должен попасть в паз червяка. Затем соединение фиксируется пайкой.

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

В последствии обрезается кусачками и шлифуется до гладной поверхности.

Как сделать шустрый линейный привод из мотор-редуктора и старого дисковода

Исполнительный механизм готов. Не лишним будет его смазать густой смазкой перед применением. Через редуктор вращение передается на трубку, которая крутится. Червяк закреплен неподвижно. Во время вращения клин идет по пазу червяка в результате образуется поступательная сила и шток выдвигается. Если сменить полярность двигателя, то шток пойдет назад.

roboforum.ru

Добавлено спустя 2 минуты 54 секунды:
есть ещё какието конические и цилиндрические.

Добавлено спустя 7 минут 47 секунд:
тоесть для небольшого подшипника диаметром 3.5 см получится гдето понижение скорости в 4 раза
2 штуки последовательно, в 8 раз.
тоесть навено 10 оборотов в секунду можно получить
используя 2 подшипника и стандартный мотор на 5 тыс оборотов

10 оборотов это примерно 1 см по обычной 1 мм резьбе
тоесть в итоге получим актюатор со скоростью 1 см в секунду
както так.
медленно больно.
значит можно использовать вобще 1 подшипник
и актюатор получится 2 см в секунду, уже можно ногами двигать.

тока хз как там с кпд у подшипника
потому что если снимать нагрузку с обоймы трение буит большое
обойма она не предназначена для этого.

Re: Линейный привод — как сделать ?

avr123.nm.ru » 22 фев 2008, 12:01

Надо заказывать из бронзы «паука» вместо сепараторов.

Re: Линейный привод — как сделать ?

Myp » 22 фев 2008, 12:09

угу
вот я нарисовал =)
в разрезе то что нуно выточить
ACDSee Pro BMP Image.jpg (2.27 КиБ) Просмотров: 1938

на правую часть одевается следующий подшипник
а левая часть пропиливается по количеству шариков и по размеру зазоров

ЗЫ
чем больше шарики в маленьком подшипнике тем круче

Re: Линейный привод — как сделать ?

Широкий » 22 фев 2008, 13:17

1. Сепаратор и так минимизирует трение.
2. Смазка обязательна в подшипниках
3. Можно узел вообще маслом залить. Жидким

А выточить — та самая желтая коронка с валом, что у меня нарисована.

Re: Линейный привод — как сделать ?

Широкий » 22 фев 2008, 17:36

В результате финальная конструкция актуатора такая:
Если надо, то можно добавить еще пару ступеней редуктора.
Наружный диаметр определяется подшипником — подбираем подходящую трубку.
Подшипники друг к другу должны быть поджаты до безлюфтовости. Это можно сделать трубкой меньшего диаметра.
Шпилька вворачивается в коронку и пропаивается (или по другому жестко закрепляется)
Гайка тоже паяется к трубке-штоку.
На выходе 2 шайбы, между ними фетр или что-то подобное (может это и лишнее)
И не забыть заглушить снаружи трубку-шток, а то в резьбу всякого налетит.

Re: Линейный привод — как сделать ?

avr123.nm.ru » 22 фев 2008, 17:49

1. можно несколько моторов последовательно разместить и валы соединить — тогда меньше пустого места будет в акутаторе там где резьбовой стержень.

2. мотор можно вынести в бок чтоб стержень резьбовой рядом с ним проходил и мог быть любой дины.

3. можно 4 узких моторчика разместить по кругу а стержень между ними будет проходить.

Re: Линейный привод — как сделать ?

Master » 22 фев 2008, 17:57

Нафлудили 4 листа и пришли к схеме в которой вместо мотора и редуктора можно поставить один шаговик и закрыть вопрос. И будет и меомент, и вес меньше, и положение известно, и к даде васе за токарным станком ити не нада.

Re: Линейный привод — как сделать ?

avr123.nm.ru » 22 фев 2008, 18:42

Так радиолюбители делали редукторы для ручки точной настройки станции.

Re: Линейный привод — как сделать ?

Duhas » 25 фев 2008, 00:47

Master писал(а): Нафлудили 4 листа и пришли к схеме в которой вместо мотора и редуктора можно поставить один шаговик и закрыть вопрос. И будет и меомент, и вес меньше, и положение известно, и к даде васе за токарным станком ити не нада.

не-а.. нада просто пользвать червячную передачу.. ) самоторможение — гут. и крутить ее тем же шаговиком или еще чем это уже кому как придется .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *