Simulátory pohybu jsou klíčovými nástroji pro inženýrské analýzy, školení, vzdělávání a zábavu, protože vytvářejí realistický pocit pohybu. Lineární aktuátory jsou oblíbeným řešením pro řízení mechanických operací díky svým významným výhodám; simulátory pohybu je však lze integrovat mnoha různými způsoby pro různé účely. V tomto článku se budeme zabývat několika příklady simulátorů pohybu, abychom lépe pochopili, jak simulátory pohybu a lineární aktuátory spolupracují.
Případy použití
Existuje mnoho způsobů, jak implementovat elektrické lineární aktuátory do simulátorů pohybu. Jen abychom jmenovali několik příkladů, aktuátory se používají k řízení lineárního pohybu, který se nachází v:
- Letecké simulátory
- Simulátory vojenských vozidel
- Atrakce v zábavním parku
- Řidičské/závodní simulátory
- Simulátory kosmických lodí
- Stewart Platforms
- Různé arkádové videohry
Šestiosá platforma s lineárními aktuátory (platforma Stewart)
S hrdostí sponzorováno Progresivní automatizace, katedry inženýrské fyziky UBC Stewartova platforma umožňuje zajímavý a interaktivní zážitek, při kterém se dozvíte o lineárním řízení pohybu a také o fyzice, která se podílí na robotice.
Integrací našich Lineární aktuátory se zpětnou vazbou PA-14P, informace o poloze lze přečíst signály zpětné vazby z vestavěného pohonu potenciometryDíky informacím o poloze může systém určit, zda aktuátory přesně dosáhly požadovaných poloh, čímž se minimalizují chyby a umožňuje vyšší opakovatelnost. Přestože zařízení jako například Hallovy senzory a akcelerometry by mohly vést k vyšší přesnosti, jejich integrační proces je složitější, zatímco možnosti zpětné vazby potenciometrů poskytují dostatečnou přesnost se snadnější integrací. Kromě toho PA-14P-6-35 Modely také nabízely rychlost (2,00"/s bez zatížení) a kompaktní velikost, což bylo vhodné pro tuto aplikaci vyžadující délku zdvihu 6 palce.
Ten/Ta/To LC-062 Arduino splatné mikrokontrolér Propojuje šest aktuátorů se dvěma Arduino Shieldy MultiMoto a s hostitelským počítačem přes sériové USB připojení. Protože naše desky Multimoto dokázaly zpracovat maximálně čtyři nezávisle řízené kanály najednou, bylo šest lineárních aktuátorů potřebných pro projekt rozděleno do tří na každou desku. Pohyby aktuátorů byly poté řízeny pomocí systému zpětné vazby PID s použitím hodnot potenciometru PA-14P jako vstupů.
Spolu s vlastním grafickým uživatelským rozhraním (GUI) umožňuje ovladač Leap Motion Controller, který využívá tři infračervené vysílače a dvě kamery, uživatelům plnou kontrolu nad pohybem platformy mávnutím ruky. Pro podrobný přehled platformy Stewart jsme zahrnuli zpráva o projektu a Odkazy na GitHub.
https://content.instructables.com/ORIG/FQC/KXUA/JIYU1JDE/FQCKXUAJIYU1JDE.pdf
https://github.com/progressiveautomations/Stewart-Platform
Technologie, na které stojí platformy Stewart, se používá v mnoha dalších moderních simulátorech pohybu díky svým 6 stupňům volnosti (tři pro polohu, tři pro směr), což je nejvíce stupňů volnosti, které může mít jedno tuhé těleso. Příklad ve větším měřítku lze vidět na Simulátor pohybu Cruden HexaPod který využívá svých šest stupňů volnosti k umožnění co nejpřesnějších a nejopakovatelnějších simulací.
Letový simulátor s lineárními aktuátory
S pokračujícím pokrokem technologií se simulátory pohybu stávají postupně dostupnějšími pro kutily po celém světě. Pozoruhodným příkladem je Projekt leteckého simulátoru od našeho zákazníka Anthonyho Escalanteho. Díky modulárnímu návrhu zakázkově vyrobených komponent, elektronického hardwaru a programování vytvořil Anthony plně funkční simulátor letového pohybu pro svůj domov.
Navrženo s více PA-03 a PA-04 Standardní lineární aktuátory, Anthonyho konstrukce se pyšní 6 stupni volnosti, podobně jako dříve zmíněná platforma Stewart. Každý z našich Standardní lineární aktuátory měl dostatečnou rychlost a sílu pro plynulé zvládání náklonů, rotací a zatáček pro simulaci skutečného letu pomocí pohyblivé platformy Anothony.
V doprovodu čtyř napájecí zdrojeřídicí systém má dostatečný odběr proudu pro začlenění ovladačů motoru a mikrokontrolérů, které jsou úhledně zabaleny v řídicím centru simulátoru.
„Běží opravdu hladce a snadno se udržuje," řekl Anthony. "Zajistil jsem, aby byl modulární pro údržbu. Díly byly snadno dostupné v železářstvích a kovové díly se daly zakoupit a nařezat v Metal Martu. Pohony a zavěšení se snadno vyměňují. Žádné bolesti hlavy z prostojů. Moje babička to zvládne i sama.„.
Lineární aktuátory kolejnic jako ten PA-18 a PA-08 jsou vynikající alternativou pro simulátory pohybu v interiéru, které vyžadují řešení s kompaktní délkou při vysunutí a zasunutí. Je to proto, že lineární aktuátory kolejnic mají rozsah pohybu, který je uzavřen v předem definované dráze kolejnice, namísto hřídele vyčnívající do volného prostoru.
Simulátor dvojplošníku pro děti
Simulátory pohybu se používají také pro zábavní účely, jako např. Simulátor dvojplošníku pro děti podle EAA 485Tento projekt byl modernizací původního tříosého simulátoru známého ze sesterské pobočky ve Wetumpce v Alabamě. John McKiernan, prezident EAA 485, se s námi o svůj projekt rád podělí!
Simulátor dvojplošníku potřeboval zdvih 4 palce v ose klopení a stoupání a protože osa stáčení byla na otočném stole, pohyb připojeného bodu mohl pohyb stáčení zvýšit nebo snížit. McKiernan, který měl předchozí zkušenosti s našimi produkty, dokázal určit PA-03 Vhodný model je pohon 24 VDC, 200 lb se zdvihem 4 palce.
„Trvalo méně než den, než jsme to nastavili a zprovoznili osu stáčení. Poté jsem koupil další 3 identické aktuátory, abychom měli jeden náhradní. Aby fungovalo klopení a stoupání, bylo nutné obrobit 4 hliníkové bloky, aby bylo možné nainstalovat ložisko Heim. Heimovy klouby byly nutné k zachycení určitého axiálního pohybu při ovládání klopení a stoupání. Ty se dělaly ručně a zdálo se, že fungují dobře. Později byl vyroben nový panel pojistek s použitím běžných plochých pojistek - jedna pro každý aktuátor, Hobbsův měřič a kokpit. Kokpit má skutečné letecké měřicí přístroje a velmi chytrý zvuk hvězdicového motoru ovládaný pomocí škrticí klapky. Používá rádiem ovládané servo testery připojené k modulu a malý středový reproduktor za přístrojovou deskou. Dokonce měl realistický zvuk kulometu při stisknutí tlačítka.„,“ vysvětluje McKiernan.
McKiernan dále vysvětluje: „Původní spínače používaly pružinový váleček, který se při neutrální poloze páky nebo pedálů nacházel ve fenolickém bloku a pohybem páky nebo kormidelních pedálů se přesunul na hliníkovou desku spínače. Nelíbilo se mi, že by páka poskytovala elektrickou cestu, i když fenolové bloky izolovaly oblast pod sedadlem. Ty byly připevněny k hliníkové desce obráceně a upraveny přes stávající spodní část původní konstrukce spínače.„
Kulička spočívá ve střední poloze spínače v neutrální poloze a pohybem páčky nebo pedálu se pohybuje válečkem a spínač se stlačuje. Původně kulatý systém naklánění vyžadoval trochu více úprav, protože samotný blok musel být rozřezán, aby se spínač přizpůsobil základně. Navzdory několika výzvám simulátor dvojplošníku při svém prvním vystoupení na veletrhu KJKA AOPA vzlétl s 36 dětmi a Mckiernan byl s výsledkem velmi spokojen.
Projekty, jako jsou tyto, které používají přepínače jako ovládací prvky, se snáze integrují pro začátečníky a nevyžadují žádné programování. Naše Mikropohony nabízejí kompaktní velikost, která je ideální pro výrobu prototypů nebo miniaturní repliky podobných simulátorů pohybu. Provedení ověření konceptu pro demonstraci v prezentacích může pomoci odhalit určité překážky, s nimiž se projekt může setkat před zahájením realizace plnohodnotného simulátoru pohybu.
SHRNUTÍ
Simulátory pohybu se dodávají v různých tvarech a velikostech, díky čemuž jsou vhodné pro simulaci scénářů specifických pro různé aplikace. Zařízení, jako jsou mikrokontroléry, spínače a ovladače motorů, jsou běžně integrována s lineárními aktuátory, aby simulátory pohybu mohly znovu simulovat... pohyb co nejpřesněji.
Doufáme, že jste si tuto informaci všimli stejně jako my, zejména pokud vás zajímalo, jak simulátory pohybu a lineární aktuátory spolupracují! Máte-li jakékoli dotazy nebo si přejete dále prodiskutovat naše produkty, neváhejte se na nás obrátit! Jsme odborníci v tom, co děláme, a rádi vám pomůžeme, jak jen budeme moci.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123