סימולטורי תנועה הם נכסים חיוניים לניתוח הנדסי, הדרכה, חינוך ובידור, שכן הם יוצרים תחושה מציאותית של דברים בתנועה. מפעילים ליניאריים הם פתרון פופולרי להנעת פעולות מכניות בשל היתרונות המשמעותיים שהם יכולים להציע; עם זאת, סימולטורי תנועה יכולים לשלב אותם באמצעים רבים ושונים למגוון שימושים. במאמר זה נסקור כמה דוגמאות של סימולטורי תנועה כדי להבין טוב יותר כיצד סימולטורי תנועה ומפעילים ליניאריים פועלים יחד.
מקרי שימוש
ישנן דרכים רבות ליישם מפעילים ליניאריים חשמליים לסימולטורים של תנועה. רק כדי לציין כמה דוגמאות, מפעילים שימשו להנעת תנועה ליניארית שנמצאה ב:
- סימולטורי טיסה
- סימולטורים של כלי רכב צבאיים
- מתקנים בפארק שעשועים
- סימולטורי נהיגה/מירוצים
- סימולטורים של חלליות
- פלטפורמות סטיוארט
- משחקי וידאו ארקייד שונים
פלטפורמת שישה צירים באמצעות מפעילים ליניאריים (פלטפורמת סטיוארט)
בחסות גאה על ידי אוטומציות מתקדמות, המחלקה לפיזיקה הנדסית של UBC פלטפורמת סטיוארט מאפשר חוויה מעניינת ואינטראקטיבית ללמוד על בקרת תנועה לינארית כמו גם על הפיזיקה הכרוכה ברובוטיקה.
על ידי שילוב שלנו מפעילים ליניאריים משוב PA-14P, ניתן לקרוא מידע מיקום אותות משוב מהמנגנון המובנה של המפעיל פוטנציומטריםמידע מיקום מאפשר למערכת לקבוע אם המפעילים הגיעו במדויק למיקומים הנדרשים כדי למזער שגיאות ולאפשר חזרתיות גבוהה יותר. למרות שהתקנים כגון חיישני אפקט הול ומדי תאוצה יכולים להביא לדיוק גבוה יותר, תהליך האינטגרציה שלהם מורכב יותר בעוד שאפשרויות המשוב של הפוטנציומטר סיפקו דיוק מספיק עם אינטגרציה קלה יותר. מלבד זאת, ה- PA-14P-6-35 הדגמים הציעו גם מהירות (2.00 אינץ'/שנייה ללא פריקה) וגודל קומפקטי שהתאימו ליישום זה שדרש אורך מהלך של 6 אינץ'.
ה LC-062 ארדואינו דואו מיקרו-בקר ממשק את ששת המפעילים לצד שני מגני ארדואינו של MultiMoto ולמחשב המארח דרך חיבור טורי USB. מכיוון שלוחות ה-Multimoto שלנו יכלו להתמודד עם מקסימום של ארבעה ערוצים הנשלטים באופן עצמאי בו זמנית, ששת המפעילים הליניאריים הנדרשים לפרויקט חולקו לשלושה בכל לוח. תנועות המפעיל נשלטו לאחר מכן באמצעות מערכת משוב PID תוך שימוש בקריאות הפוטנציומטר של ה-PA-14P כקלטים.
יחד עם ממשק המשתמש הגרפי המותאם אישית (GUI), בקר תנועה Leap המשתמש בשלושה פולטי אינפרא אדום ושתי מצלמות מאפשר למשתמשים שליטה מלאה בתנועה של הפלטפורמה בהינף יד. לסקירה מעמיקה של פלטפורמת Stewart, כללנו את... דוח הפרויקט ו קישורי גיטהאב.
https://content.instructables.com/ORIG/FQC/KXUA/JIYU1JDE/FQCKXUAJIYU1JDE.pdf
https://github.com/progressiveautomations/Stewart-Platform
הטכנולוגיה שמאחורי פלטפורמות סטיוארט משמשת בסימולטורים מודרניים רבים אחרים של תנועה בשל 6 דרגות החופש שלה (שלוש למיקום, שלוש לכיוון), שהן מספר דרגות החופש הרב ביותר שיכול להיות לגוף קשיח יחיד. דוגמה בקנה מידה גדול יותר לכך ניתן לראות ב... סימולטור תנועה של Cruden HexaPod אשר משתמש בשש דרגות החופש שלו כדי לאפשר סימולציות מדויקות וחזרתיות ביותר האפשריות.
סימולטור טיסה באמצעות מפעילים ליניאריים
ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתקדם, סימולטורי תנועה הופכים בהדרגה לנגישים יותר עבור יצרני עשה זאת בעצמך בכל רחבי העולם. דוגמה בולטת לכך ניתן לראות ב- פרויקט סימולטור טיסה על ידי הלקוח שלנו אנתוני אסקלנטה. בעזרת עיצוב מודולרי של רכיבים, חומרה אלקטרונית ותכנות בהתאמה אישית, אנתוני יצר סימולטור תנועת טיסה מתפקד במלואו לביתו.
מעוצב עם מספר רב של PA-03 ו PA-04 מפעילים ליניאריים סטנדרטיים, עיצובו של אנתוני מתגאה ב-6 דרגות חופש, בדומה לפלטפורמת סטיוארט שהוזכרה קודם לכן. כל אחד מהמפעילים שלנו מפעילים ליניאריים סטנדרטיים היו לו דירוגי מהירות וכוח מספיקים כדי להתמודד בצורה חלקה עם הטיות, סיבובים וסיבובים לצורך סימולציה של טיסה אמיתית באמצעות פלטפורמת התנועה של Anothony.
בליווי ארבעה ספקי כוח, למערכת הבקרה צריכת זרם מספקת כדי לשלב את דרייברי המנוע והמיקרו-בקרים אשר ארוזים בצורה מסודרת במרכז הבקרה של הסימולטור.
"הוא פועל בצורה חלקה וקל לתחזוקה,"אמר אנתוני."וידאתי שזה מודולרי לצורך תחזוקה. חלקים היו זמינים בקלות בחנויות לחומרי בניין וחלקי מתכת נרכשו ונחתכו במטאל מארט. מפעילים ומתלים קלים להחלפה. אין כאב ראש עם זמן השבתה. סבתי אפילו יכולה לעשות את זה בעצמה."
מפעילים ליניאריים למסלול כמו ה- PA-18 ו PA-08 הן חלופות מצוינות לסימולטורי תנועה פנימיים אשר דורשים פתרונות בעלי אורך קומפקטי בעת פריסה וחיבור. הסיבה לכך היא שלמפעילים ליניאריים למסילה יש טווח תנועה המוקף בנתיב מוגדר מראש של המסילה במקום פיר הבולט החוצה לאוויר הפתוח.
סימולטור דו-כנפי לילדים
סימולטורי תנועה משמשים גם למטרות בידור כגון סימולטור דו-כנפי לילדים עַל יְדֵי EAA 485פרויקט זה היה מודרניזציה של הסימולטור המקורי בעל 3 הצירים, הידוע מסניף אח בווטומפקה, אלבמה. ג'ון מקירנן, נשיא EAA 485, שמח לשתף אותנו בפרויקט שלו!
סימולטור הדו-כנפי נזקק למהלך של 4 אינץ' בציר הגלגול והגובה, ומכיוון שציר הסבסוב היה על פטיפון, הזזת הנקודה המחוברת יכלה להגביר או להקטין את תנועת הסבסוב. לאחר ניסיון קודם עם המוצרים שלנו, מק'קירנן הצליח לקבוע את PA-03 מפעיל 24 VDC, 200 ליברות עם מהלך 4 אינץ' כדגם המתאים.
"לקח פחות מיום לכוון אותו ולגרום לציר הסבסוב לעבוד. לאחר מכן רכשתי עוד 3 מפעילים זהים כדי שיהיה לנו רזרבי. כדי שהגלגול והגובה יעבדו, היה צורך לעבד 4 בלוקים מאלומיניום כדי לאפשר התקנת מיסב Heim. מפרקי Heim היו נחוצים כדי לספוג תנועה צירית מסוימת בהפעלת הגלגול והגובה. אלה נעשו ידנית ונראה שעבדו מצוין. מאוחר יותר נוצר לוח נתיכים חדש באמצעות נתיכים רגילים, אחד לכל מפעיל, מד הובס ותא הטייס. בתא הטייס יש מדי מטוס אמיתיים וצליל מנוע רדיאלי חכם מאוד הנשלט באמצעות מצערת. הוא משתמש בבודקי סרוו בקרת רדיו המחוברים למודול ורמקול מרכזי קטן מאחורי לוח המחוונים. היה לו אפילו צליל מקלע מציאותי בעת לחיצה על כפתור.", מסביר מקיירן.
מקירנן מסביר עוד, "המתגים המקוריים השתמשו בגלגל קפיץ שכאשר הסטיק או הדוושות היו במצב ניטרלי היה בתוך בלוק פנולי, והזזת הסטיק או דוושות ההגה הזיזה אותו ללוח מתג מאלומיניום. לא אהבתי שהסטיק יספק את הנתיב החשמלי, למרות שבלוקים פנוליים כן בודדו את האזור שמתחת למושב. אלה חוברו ללוח אלומיניום הפוך והותאמו כל אחד מעל מבנה המתג המקורי התחתון הקיים."
הכדור מונח במצב האמצעי של המתג במצב ניטרלי, ובעזרת תנועת מוט או דוושה הוא מזיז את הגלגל ולוחץ על המתג. מערכת הגלגול, שהייתה במקור עגולה, דרשה קצת יותר כוונון מכיוון שהיה צריך לחתוך את הבלוק עצמו כדי להתאים את המתג לבסיס. למרות כמה אתגרים, סימולטור הדו-כנפיים הטיס 36 ילדים בטיול הראשון שלו ב-KJKA AOPA ומקיירנן היה מרוצה מאוד מהתוצאה.
פרויקטים כמו אלה המשתמשים במתגים כבקרות פשוטים יותר לשילוב למתחילים ללא צורך בתכנות. מיקרו-מפעילים מציעים גודל קומפקטי המושלם לייצור אבות טיפוס או העתקים מיניאטוריים של סימולטורים דומים. הוכחת היתכנות להדגמה במצגות יכולה לעזור לחשוף מכשולים מסוימים שהפרויקט עשוי להיתקל בהם לפני התמודדות עם סימולטור תנועה בגודל מלא.
לסיכום
סימולטורי תנועה מגיעים במגוון צורות וגדלים שונים, מה שהופך אותם למתאימים לסימולציה של תרחישים ספציפיים ליישומים שונים. התקנים כגון מיקרו-בקרים, מתגים ודוחפי מנוע משולבים בדרך כלל עם מפעילים ליניאריים כדי לאפשר לסימולטורי תנועה לשחזר את הפעולה. תנועה בצורה מדויקת ככל האפשר.
אנו מקווים שמצאתם את זה אינפורמטיבי ומעניין כמונו, במיוחד אם התעניינתם באופן שבו סימולטורים של תנועה ומפעילים ליניאריים פועלים יחד! אם יש לכם שאלות או שאתם רוצים לדון עוד במוצרים שלנו, אל תהססו לפנות אלינו! אנחנו מומחים במה שאנחנו עושים ונשמח לסייע בכל דרך שנוכל.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123