Симулаторите на движение са ключови инструменти за инженерен анализ, обучение, образование и развлечение, тъй като пресъздават реалистично усещане за движение на нещата. Линейните задвижващи механизми са популярно решение за задвижване на механични операции поради значителните предимства, които могат да предложат; симулаторите на движение обаче могат да бъдат интегрирани чрез много различни средства за разнообразни приложения. В тази статия ще разгледаме няколко примера за симулатори на движение, за да разберем по-добре как симулаторите на движение и линейните задвижващи механизми работят заедно.
Случаи на употреба
Има много начини за внедряване електрически линейни задвижвания в симулатори на движение. Само за да посочим няколко примера, задвижващите механизми са били използвани за задвижване на линейното движение, открито в:
- Симулатори на полети
- Симулатори на военни превозни средства
- Атракциони в тематичен парк
- Симулатори на шофиране/състезания
- Симулатори на космически кораби
- Платформи Стюарт
- Различни аркадни видеоигри
Шестосна платформа, използваща линейни задвижвания (платформа Stewart)
Гордо спонсорирано от Прогресивни автоматизации, катедрата по инженерна физика на UBC Платформа Стюарт позволява интересно и интерактивно преживяване за изучаване на линейното управление на движението, както и на физиката, свързана с роботиката.
Чрез интегрирането на нашите Линейни задвижвания с обратна връзка PA-14P, информацията за позицията може да бъде прочетена сигнали за обратна връзка от вградения в задвижващия механизъм потенциометриНаличието на информация за позицията позволява на системата да определи дали изпълнителните механизми са достигнали точно необходимите позиции, за да се минимизират грешките и да се осигури по-висока повторяемост. Въпреки че устройства като Сензори с ефект на Хол и акселерометрите биха могли да доведат до по-висока точност, процесът им на интегриране е по-сложен, докато опциите за обратна връзка на потенциометъра осигуряват достатъчна точност с по-лесно интегриране. Освен това, PA-14P-6-35 Моделите също така предлагаха скорост (2,00"/сек без товар) и компактен размер, което беше подходящо за това приложение, изискващо дължина на хода от 6 inch.
The LC-062 Ардуино Дължи се микроконтролер свързва шестте задвижващи механизма, заедно с два MultiMoto Arduino щита, и към хост компютъра чрез USB серийна връзка. Тъй като нашите Multimoto платки можеха да обработват максимум четири независимо управлявани канала едновременно, шестте линейни задвижващи механизма, необходими за проекта, бяха разделени на три на платка. Движенията на задвижващите механизми след това бяха контролирани чрез PID система за обратна връзка, използвайки показанията на потенциометъра на PA-14P като входни данни.
Наред с персонализирания графичен потребителски интерфейс (GUI), контролерът Leap Motion, който използва три инфрачервени излъчвателя и две камери, позволява на потребителите пълен контрол на движението на платформата с махване на ръка. За подробен преглед на платформата Stewart, включихме доклад по проекта и Връзки към GitHub.
https://content.instructables.com/ORIG/FQC/KXUA/JIYU1JDE/FQCKXUAJIYU1JDE.pdf
https://github.com/progressiveautomations/Stewart-Platform
Технологията, стояща зад платформите Stewart, се използва в много други съвременни симулатори на движение поради своите 6 степени на свобода (три за позиция, три за посока), което е най-големият брой степени на свобода, които едно твърдо тяло може да има. Пример за това в по-голям мащаб може да се види в... Симулатор на движение Cruden HexaPod който използва своите шест степени на свобода, за да позволи възможно най-точните и повторяеми симулации.
Симулатор на полети, използващ линейни задвижващи механизми
С развитието на технологиите, симулаторите на движение постепенно стават все по-достъпни за начинаещи майстори по целия свят. Забележителен пример за това може да се види в... Проект за симулатор на полети от нашия клиент Антъни Ескаланте. Със своя модулен дизайн на изработени по поръчка компоненти, електронен хардуер и програмиране, Антъни създаде напълно функциониращ симулатор на полетно движение за дома си.
Проектиран с множество PA-03 и PA-04 Стандартни линейни задвижвания, дизайнът на Антъни се отличава с 6 степени на свобода, подобно на споменатата по-рано платформа Stewart. Всеки един от нашите Стандартни линейни задвижвания имаше достатъчни скорост и сила, за да се справи плавно с накланянията, завъртанията и завоите за симулиране на истински полет чрез платформата за движение на Анотони.
Придружен от четирима захранвания, системата за управление има достатъчен ток, за да включи драйверите на мотори и микроконтролерите, които са спретнато разположени в контролния център на симулатора.
„Работи наистина гладко и е лесен за поддръжка," каза Антъни. "Уверих се, че е модулно за поддръжка. Частите бяха лесно достъпни от железарските магазини, а металните части бяха закупени и изрязани от Metal Mart. Задвижващите механизми и окачването се сменят лесно. Няма главоболия от престои. Дори баба ми може да го направи сама.„.
Линейни задвижващи механизми за релси като PA-18 и PA-08 са отлични алтернативи за симулатори на движение на закрито, които изискват решения с компактна дължина в разгънато и прибрано състояние. Това е така, защото линейните задвижващи механизми на релсата имат обхват на движение, който е затворен в предварително дефинирания път на релсата, вместо вал, стърчащ навън на открито.
Симулатор на биплан за деца
Симулаторите на движение се използват и за развлекателни цели, като например Симулатор на биплан за деца от EAA 485Този проект беше модернизация на оригиналния 3-осен симулатор, познат от сестрински клон в Уетъмка, Алабама. Джон Маккиърнан, президентът на EAA 485, с удоволствие сподели проекта си с нас!
Симулаторът на биплан се нуждаеше от ход от 4 инча по оста на крен и тангаж, а тъй като оста на отклонение беше на въртяща се платформа, преместването на прикрепената точка можеше да увеличи или намали движението на отклонение. Имайки предишен опит с нашите продукти, Маккиърнан успя да определи PA-03 24 VDC, 200 lb задвижващ механизъм с ход 4” като подходящ модел.
„Отне ми по-малко от ден, за да го настроя и да заработи оста на въртене по вертикала. След това закупих още 3 идентични задвижващи механизма, за да имаме резервен. За да работи накланянето и тангажирането, беше необходимо да се обработят 4 алуминиеви блока, за да може да се монтира лагер на Heim. Шарнирите на Heim бяха необходими, за да поемат известно аксиално движение при задействането на накланянето и тангажа. Те бяха направени на ръка и изглежда работеха добре. По-късно беше направен нов панел с предпазители, използвайки обикновени лопаткови предпазители - по един за всеки задвижващ механизъм, измервателен уред Hobbs и пилотска кабина. Пилотската кабина има истински самолетни уреди и много хитър звук на радиален двигател, контролиран чрез дросел. Използва радиоуправляеми серво тестери, свързани към модул, и малък централен високоговорител зад арматурното табло. Дори имаше реалистичен звук на картечница при натискане на бутон.„,“ обяснява Маккиърнан.
Маккиърнан допълнително обяснява, „Оригиналните превключватели използваха пружинен ролков механизъм, който, когато лостът или педалите бяха в неутрално положение, се намираше във фенолен блок и движението на лоста или педалите на кормилото го преместваше към алуминиева плоча на превключвателя. Не ми хареса лостът да осигурява електрическия път, въпреки че фенолните блокове изолираха зоната под седалката. Те бяха прикрепени към обърната алуминиева плоча и бяха адаптирани всеки върху съществуващата долна оригинална конструкция на превключвателя.„
Топката е в средното положение на превключвателя в неутрално положение и с движение на лоста или педала се премества ролката и се натиска превключвателят. Първоначално кръглата система за въртене изискваше малко повече настройки, тъй като действителният блок трябваше да бъде нарязан, за да се адаптира превключвателят към основата. Въпреки някои предизвикателства, симулаторът на биплан е повел 36 деца на първото си участие в KJKA AOPA и Маккиърнан е много доволен от резултата.
Проекти като тези, които използват превключватели като контроли, са по-лесни за интегриране за начинаещи, без да е необходимо програмиране. Нашите Микро актуатори предлагат компактен размер, който е идеален за изработка на прототипи или миниатюрни реплики на подобни симулатори на движение. Наличието на доказателство за концепция за демонстриране в презентации може да помогне за разкриването на някои препятствия, с които проектът може да се сблъска, преди да се заеме с пълноразмерния симулатор на движение.
В РЕЗЮМЕ
Симулаторите на движение се предлагат в различни форми и размери, което ги прави подходящи за симулиране на различни специфични сценарии за приложения. Устройства като микроконтролери, превключватели и драйвери за двигатели обикновено се интегрират с линейни задвижващи механизми, за да позволят на симулаторите на движение да пресъздадат... движение възможно най-точно.
Надяваме се, че сте намерили това за толкова информативно и интересно, колкото и ние, особено ако се интересувате от това как симулаторите на движение и линейните задвижващи механизми работят заедно! Ако имате някакви въпроси или желаете да обсъдите нашите продукти допълнително, не се колебайте да се свържете с нас! Ние сме експерти в това, което правим, и ще се радваме да ви помогнем с каквото можем.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123