Fórum Root.cz
Hlavní témata => Hardware => Téma založeno: Stewie 22. 05. 2015, 16:40:37
-
Zdravím, byl by někdo ochotný mi poradit s návrhem řízení robotického ramene?
Jedná se mi pouze o správný výběr součástek, které musí být naskládané za motory tak, aby je byly schopné ovládat. Nejedná se o žádné konečné programování ani uvedení do prozovu. Čistě jen návrh potřebných součástek.
Dodal bych model ramene, vybrané motory.
-
Motor je co ? Motorů jsou desítky druhů.
-
Mám vybrané DC motory s převodovkama od Maxonu.
-
http://www.instructables.com/id/Easy-DC-Motor-Controller/
-
Víc by mi jako neelektrikářovi pomohlo konkrétní řešení. Jsem schopný se i odměnit za tuto pomoc ;) Jedná se jen o zhodnocení signálů (jakých, čím) a výběr komponent.
-
Chtěl jsi výběr součástek a ten jsi dostal. Zjevně je to na tebe příliš, tak si to kup:
http://www.robotshop.com/en/dfrobot-4-8-46v-2a-dual-motor-controller.html
Jestli nevíš který signál kam zapojit, tak se do toho vůbec nepouštěj, nemá to smysl.
-
Dělám koncepci modulárního ramene. Vzheldem k tomu, že se mi jedná hlavně o tu konstrukci a kinematiku, tak o ovládnání motorů nemám ani tucha. Takže ano, nevím který signál kam zapojit, já totiž ani nevím jaké signály tam jsou. Proto se ptám, jestli by byl někdo ochotný navrhnout jednoduché schéma řízení (respektive součástek potřebných k tomu řízení) těchto motorů. Takže rady typu - když nevíš kam co zapojit, tak se do toho nepouštěj jsou mi docela k ničemu :|Po domluvě jsem ochotný se odměnit.
-
Asi by neskodilo sem hodit odkaz na specifikaci tech motoru. On bude asi rozdil v tom, jestli ty motory zerou pul amperu nebo dvacet.
-
48V, 250W, 5,97 A, 0,8 mNm
-
Aha, 6 A. Tak to budou budto nejake obrovske tranzistory s desnymi chladici a budet si tim moci pritapet nebo nejake nadupane spinaci tranzistory. A otazka je, jestli to spinani budete obstaravat pocitacem nebo nejakou pomocno logikou a dalsimi obvody. Stalo by za to napsat, jestli od toho ocekavate jen stavy zapnuto/vypnuto nebo chcete plynulou regulaci rychlosti otaceni/vykonu motoru nebo co. A BTW, cim a z ceho ziskavate informace o pozici jednotlivych casti ramene?
-
Rameno z trubek - vše je schované vevnitř. Je rozebíratelné na jednotlivé prvky - mou prací byla (mimo jiné) konstrukce těch rozebíratelných, ale zároveň rotujících částí. Rotace každého segmentu je 360°, protože spoje jsou přes sběrné kroužky (přesný typ neřeším - zase elektrika). Sběrné kroužky musí taktéž nést i signál pro ovládání motorů. Signály se budou postupně napojovat s přibývajícími segmenty (přes rychlospojky - zase nějaký návrh, který neřeším do podrobna - elektrika), tzn. že v každém segmentu by měla být nějaká "sběrnice", která si pak ty signály zase posbírá a bude schopná je dostat do dalšího segmentu a až k hlavnímu ovládání. Jedná se o motory Maxon, které ve svém konfigurátoru mají i nějaké enkodery, takže předpokládám, že ty by měly zjišťovat polohu hřídele. Koncová pozice by se měla počítat inverzně, tzn nějaký koncový procesor, který bude rozeznávat jednotlivé natočení hřídelů a poskládá je tak aby byl konečný prvek v určitém místě (jak neřeším, jedná se mi zase jen o typ toho procesoru, který je toho teoreticky schopný). Potřebuji plynulou regulaci otáček. Pokud chci otočit rameno do 90°, tak aby do 45°zrychlovalo naplno a zbytek zpomalilo do nuly.
-
Tyjo, zní to s každým příspěvkem zajímavěji! :) Byl bys ochotný nás o vývoji informovat a jestli se podaří dojít k cíli, hodit sem i odkaz na nějaké video?
-
No...pokud mi s tou elektrikou někdo pomůže, tak určitě. Za týden to odevzdávám ;)
-
Asi by bylo dobré dát sem odkaz na ten motor a když uvádíte, že je vybaven čidly polohy, tak také hlavně na to.
Pokud místo krokového motoru volíte obyčejný DC motor, musíte nějak zjišťovat natočení, nejčastěji podle kódového kotouče se značkami, které odčítáte a zjišťujete tak absolutní polohu( dva vstupní signály z optočidel ). Pro to ale ještě potřebujete nějakou značku pro definici výchozí polohy ( jedno čidlo ), kterou musíte na začátku najít = protočit kloub v nejhorším případě o celou otáčku nebo raději lépe kódový kotouč, který vám hned na začátku aspoň přibližně řekne, v jaké pozici rameno je ( např. 4 čidla =16 možných pozic ) a stačí se pootočit jen o část otáčky .
To znamená že budete potřebovat nějaký modul ( můstek ) pro napájení motoru, optočidla s kódovými kotouči, procesor který bude přijímat povely z řídící jednotky. Procesory by byly na společné sběrnici, tak by pro komunikaci stačil jeden průběžný signál přes všechna ramena.
K propojení ramene by pak teoreticky stačili 3 vodiče - dva napájení a jeden pro sběrnici, ale asi by bylo výhodnější oddělit napájení motorů ( 2vodiče ) a vlastní řídící sběrnici s napájením procesorů ( 3 vodiče ). Každý kloub bude mít svou adresu a můžete je skládat k sobě podle potřeby.
Pro propojení ramen by pak stačilo 5 kontaktních kroužků.
A kdybych to měl programovat včetně těch zrychlení a zpomalování, asi bych volil raději krokový motor, kdy by teoreticky šlo vypustit ten inkrementální snímač polohy a stačilo by řešit jen výchozí pozici stejně jako u DC motoru, ale z důvodu bezpečnosti (detekce nárazu ramene, ztráta kroku např. při přetížení ) bych tam ten snímač nechal.
-
(Jen tak btw: z jiných for jsem zvyklý tykat, tak se tu snad někdo neurazí)
Pro obhájení výběru DC motoru. Vzhledem k možnosti kombinaci s převodovkou přímo od stejné firmy a jejich konstrukčním provedením - respektive zástavbou je to pro mě jediná možná volba - prostě to potřebuju všechno pichnout do trubky. Takže musíme pracovat s tím, co mám - DC.
Teď teda k tomu konkrétnímu řešení. Řekněme, že mám všechny motory stejné a budou to:
http://www.maxonmotor.com/medias/sys_master/root/8816799121438/15-144-EN.pdf
K tomu je možné přímo navolit tyto senzory:
http://www.maxonmotor.com/medias/sys_master/root/8816814096414/15-364-365-366-367-EN.pdf
http://www.maxonmotor.com/medias/sys_master/root/8816814030878/15-362-363-EN.pdf
A pak další spoustu "controllerů":
(http://s18.postimg.org/wt60d1snd/2015_05_22_230540.png)
Co tedy dál?
-
1. delal jsem kdysi 6 DOF "rameno" (fskutecnosti nohy) do robota Spejbla, tranzistory v SO8 taky tusim ~5A; viz youtube a nebo text diplomky na CVUT (Kracejici robot). Podelal jsem mereni proudu, v tomto se prosim neinspirovat (meril jsem absolutni hodnotu a nemeril rekuperacni, inu, opisoval jsem ze spatneho zdroje). (Jinak kaskadni regulace s vnorenou proudovou smyckou v ARM7 na 120kHz vzorkovacky chodila skvele, skoda, ze jsem tak zmrvil tu analogarinu, nasledkem toho se robot klepal jako pri zimnici. Ale chodil i s tresavkou.)
2. pokud mate vsech 5DOF s rotaci o 360 stupnu, pak se vam patrne neprotinaji nikde 3 osy v jednom bode. To se bude pekne debilne resit inverzni kinematika. Opravdu si myslite, ze to ma bez kuloveho kloubu nejakou vyhodu? Jakou, to bych rad slysel. Ja mel kulovej kloub v kycli (tak jako my vsichni) a bylo to fajn, inverzni kinematika byla nadherne, rychle a robustne resitelna analyticky.
-
1. Nerozumím ani jedné větě, kterou jste tam napsal :) Nejsem elektrikář a do stádia měření to ani nikdy nezajde. Má to být jen nástřel využitých součástek a proč byly zvoleny - tzn. jaké signály tam chodí.
2. Je to práce zpichlá velice velice horkou jehlou, kterou musím do příštího pátku zchladit. Jaký to bude mít přínos? Netuším. Já tam vidím teda přínos v té rozpojovací a nahrazovací konstrukci. Později nahodím video - pro představu.
Jak teda s tou elektrikou?
-
Ad 1.: v textu diplomky je seznam soucastek i popis signalu. Neni to zadne hifi a je to postarsi, ale nabizim jako inspiraci.
Ad smysl konstrukce: rikal jste, ze resite hlavne mechaniku a kinematiku, proto jsem se takhle ptal. Pokud zvolite konstrukci (jinak, nez jak to dela priroda a vetsinove reseni manipulatoru v prumyslu) a zaroven pro ni nemate vyresenou inverzni kinematiku, pak mi pripada, ze je neco blbe. Ta uloha urcite resitelna je, jen ovsem radove sloziteji a draz, tak by me zajimalo, jestli je ta nevyhoda necim vyvazena. Ma to min kolizi, nez reseni s kulovym kloubem? Tj. vetsi operacni prostor? Pocital ci odhadoval jste aspon tohle?
-
1. Aha...tak se musím podívat.
Ona původní představa byla trochu jiná, ale vzhledem k času (upřednostňoval jsem práci před školou) jsem se více zaměřil na konstrukci toho rozpojovacího spoje.
Mohl bych Vás kontaktovat nějak jinak, než tady na foru? Měl byste čas se na to podívat trochu podrobněji?
-
V danem casovem rozmezi nemam cas poskytnout podrobnejsi pomoc. Nicmene pokud nejste elektrikar, nema stejne smysl, abyste daval dohromady seznam soucastek. Kdyz uz mate maxoni motory, zacnete hledat od nich a od jejich cidel (IRC, pokud mate trifaz, pak i HAL) podle hotovejch reseni. 5 DOF uz je docela dost na to, aby to nechciplo na prehnanou kabelaz. Mne to resil CAN, ale to se neda vstrebat a zvladnout za tejden ani na urovni konceptu, obavam se.
Pokud je pointa i v modularnim, ci v lepsim pripade treba i samoprepojitelnem spoji, pak to smysl ma i s mene vyhodnou kinematikou.
http://www.astrobio.net/topic/exploration/robotics-a-i/superbots-in-action/
-
Pokud je pointa i v modularnim, ci v lepsim pripade treba i samoprepojitelnem spoji, pak to smysl ma i s mene vyhodnou kinematikou.
http://www.astrobio.net/topic/exploration/robotics-a-i/superbots-in-action/
Kdo je prilis liny na pousteni jednotlivych videi, zde sestrih na YT: https://www.youtube.com/watch?v=qkYNtBdtPI0
-
Tak s tím časem jste mě nepotěšil.
Když se nebud zabývat součástkama do posledního detailu, daly by se shrnout ty nejdůležitější? Tzn. nějaký snímač polohy (jestli třeba i vyhovuje některý z těch od Maxonu), regulace otáček (postupný rozjezd a dojezd) a něco co ty signály bude zpracovávat a rozdávat...
Mohl bych Vás poprosit aspoň o to?
-
To je dotaz, uprimne zodpoveditelnej usilim asi tak srovnatelnym se semestralni praci (poctivou, ne nejakou osirackou). Poctive reseni teda skrtame, v tom pripade hutne ctete aspon ten katalog od maxonu a premejslejte, jestli se vam tam *aspon* vejde vsechna kabelaz, protoze reseni s prumyslovou sbernici asi maxon nema. Pokud ma, tim lip (uz jsem to leta nevidel).
Taky me teda ponekud zarazi, ze muzete mit hotovou mechaniku, aniz by bylo znamo, zda se tam prislusny soucastky, predevsim cidla polohy, vejdou. Kocourkovska stavba, pocinajici od strechy?
-
To shrnutí jste trefil.
Každopádně po té, co jsem viděl diplomky kolegů "bagristů a traktoristů", tak nemám vůbec pocit, že bych ve své práci neměl dost obhajitelných věcí.
-
Konstukci, řízení i motory jsem vyřešil. ALe teď mě napadla jedna myšlenka - jak je to s držením točivého momentu, když se motor netočí? Do motoru je přes řízení pouštěno nějaké napětí/proud, které pouze vyrovnává zatížení, nebo jak to funguje?
-
Buď jsou samosvorné převodovky (třeba šnekové) nebo je na motoru (elektromagnetická, případně jiná) brzda nebo je motor regulovaný i když má stát (případné malé odchylky se dorovnávají krátkým spuštěním motoru, aby se odchylka srovnala).
Jestli to potřebuješ jen pro diplomku, no budiž. Pokud z toho má být něco smysluplného, raději to svěř někomu, kdo to umí.
Vzpomněl jsem si, když jsem nastoupil do jednoho zaměstnání jako expert přes elektroniku (předtím jsem to dělal), zjistil jsem, že bych byl na to sám a neměl žádné zázemí, tak jsem hledal a našel firmu co se toho ujala a začala nám to dodávat. Po nějakém svém předchůdci jsem tam nacházel spoustu rozbastlených věcí, ale nic hotového.
-
...případně pokud je tam krokový motor, tak se v pozici kde má stát udržuje tím, že se budí tak aby tam zůstal.
http://wiki.sps-pi.com/index.php/Krokov%C3%BD_motor