Progettazione della biella dello sterzo, tecniche anti-inceppamento, determinazione delle dimensioni ed esempi di immagini

Durante la progettazione del collegamento dello sterzo, ho fatto una serie di disegni ma ho scoperto che non poteva muoversi o si bloccava non appena mi muovevo. Questa dovrebbe essere una trappola che molti amici maker hanno incontrato. Non preoccuparti, oggi parleremo di come progettare la biella dello sterzo per dare vita alla tua struttura meccanica.

Perché è facile che il design della biella dello sterzo si blocchi?

ILservostesso può ruotare solo di un certo angolo, solitamente 180 gradi o 270 gradi, e il collegamento può convertire questa oscillazione in qualsiasi movimento complesso desiderato. La causa principale dell'inceppamento è spesso l'irragionevole lunghezza delle aste. Di conseguenza, quando il meccanismo si sposta in una determinata posizione, tutte le aste sono collegate in linea retta e non possono continuare a trasmettere potenza, che è ciò che spesso chiamiamo "punto morto". È come se stessi spingendo una porta pesante. Quando la direzione della tua spinta passa attraverso l'asse della porta, la porta non si muove affatto. Il primo passo nella progettazione è capire che la scatola dello sterzo è la fonte di energia e che il sistema di bielle è il "portiere" di questa forza. Se il percorso è bloccato, la forza non può passare.

Come determinare la dimensione della biella dello sterzo

La dimensione è l'anima del design della biella. Puoi iniziare dall'azione finale che desideri e dedurla a ritroso. Ad esempio, vuoi che un pendolo oscilli di 30 gradi quandoservoruota di 60 gradi. In questo momento, il raggio di rotazione delservoil braccio e la lunghezza della biella formano due lati di un quadrilatero. C'è una semplice analogia, proprio come se usi un bastone per attivare un altro oggetto. Più lungo è lo stick, più sottile sarà l'impatto sulla traiettoria della levetta. Di solito, utilizzeremo prima uno schizzo o un semplice software CAD per disegnare un diagramma schematico per contrassegnare il centro di rotazione del servo, il fulcro fisso della biella e il centro di oscillazione del carico finale. Quindi, regolando la lunghezza dell'asta, osserva se la traiettoria del movimento è regolare ed evita la posizione di "punto morto" all'interno dell'angolo di lavoro.

Come scegliere il materiale della biella dello sterzo

Solo quando i materiali sono scelti correttamente la struttura può essere affidabile. Esistono diversi materiali comuni per le bielle dei servo: per piccoli modelli o giocattoli che non sopportano molta forza, è sufficiente la plastica PLA o ABS stampata in 3D, che è leggera e facile da iterare rapidamente. Se il tuo progetto deve resistere a una certa quantità di forza, come la realizzazione di un braccio robotico, allora una biella in lega di alluminio sarà una buona scelta. Ha un'elevata resistenza e non è facile da deformare. Per analogia, è come costruire un mattone. Quello in cartone si vede solo, mentre i mattoncini Lego possono essere utilizzati per costruire qualcosa con cui giocare, mentre le parti metalliche possono creare uno scaffale in grado di sostenere effettivamente i carichi. Quando si scelgono i materiali, l'importante è vedere se la biella è responsabile della trasmissione precisa della posizione o se deve resistere a grandi carichi esterni.

A cosa dovresti prestare attenzione quando installi la biella dello sterzo?

I dettagli dell'installazione fanno la differenza tra successo e fallimento. Innanzitutto, assicurarsi che tutti i punti di collegamento ruotino in modo flessibile e non vi siano inceppamenti. Il collegamento tra il braccio dello sterzo e la biella utilizza solitamente cuscinetti o manicotti in rame per ridurre l'attrito. Puoi immaginare che se le articolazioni di una persona sono arrugginite, sarà difficile e impreciso muoversi. In secondo luogo, il divario di installazione deve essere ben controllato. Se è troppo lento il movimento risulterà vuoto e il posizionamento risulterà impreciso; se è troppo stretto, aumenterà il carico sul servo, provocandone il surriscaldamento e persino la bruciatura. Si consiglia durante l'installazione di applicare prima un po' di olio lubrificante su tutti i punti rotanti, quindi spostarlo delicatamente con le mani per verificare se è liscio. Questo è un metodo di ispezione molto intuitivo ed efficace.

Come evitare interferenze di movimento nel collegamento dello sterzo

In uno spazio limitato, quando più collegamenti si muovono insieme, è facile "combattere", che è un'interferenza di movimento. Durante la progettazione, è possibile simulare l'intero processo di movimento nel software 3D, dalla posizione iniziale a quella finale, e osservare attentamente se ciascuna biella e ciascun pezzo di collegamento entra in collisione con altri componenti. Ad esempio, quando si realizza un robot con più gambe, quando le gambe oscillano e si sostengono, le gambe adiacenti potrebbero entrare in collisione tra loro. La soluzione è solitamente quella di regolare la forma delle bielle in modo che non si muovano sullo stesso piano, oppure riorganizzare le posizioni dei vari punti di articolazione per creare una maggiore distanza. È come organizzare il traffico in modo che i veicoli nelle diverse direzioni viaggino in modo sfalsato in modo da non interferire tra loro.

Come risolvere il problema che la posizione virtuale della biella dello sterzo è troppo grande

La posizione virtuale è l’accumulo di minuscoli gap nel meccanismo di collegamento, che rendono incerta la posizione finale dell’output. Scoprirai che, sebbene il servo abbia ruotato all'angolo specificato, le ruote o gli artigli all'estremità tremano ancora leggermente. È come usare un paio di bacchette molto lunghe per raccogliere le verdure. Anche se le tue mani tremano leggermente, le punte delle bacchette tremeranno violentemente. Per risolvere il problema della falsa posizione, da un lato, dobbiamo partire dalla fonte, selezionare un servo con una piccola falsa posizione e utilizzare cuscinetti a tenuta sulla connessione della biella; d'altro canto, possiamo ottimizzare il design strutturale, ad esempio trasformando la biella in una struttura triangolare stabile o lasciando che il servo aziona direttamente i componenti chiave per ridurre i collegamenti di trasmissione. Anche controllare regolarmente se le viti sono allentate è una fase di manutenzione essenziale.

Dove posso trovare foto e disegni della biella scatola sterzo?

Basta parlare senza fare pratica con i trucchi e fare riferimento maggiormente ai casi di successo di altre persone per ottenere il doppio del risultato con la metà dello sforzo. Puoi cercare "meccanismo di collegamento del server" su piattaforme di condivisione hardware professionali, come Maker Hub, DF Maker Community, ecc., e ci saranno molti disegni e immagini di progetti open source. Molti produttori condividono i propri file di progettazione, inclusi modelli 3D e disegni tecnici. Puoi anche cercare "servo" sui siti Web di video, guardare alcune dimostrazioni dinamiche e comprendere in modo intuitivo i principi del movimento. Quando vedi un buon design, potresti anche analizzare il rapporto tra la lunghezza dei poli e la posizione del fulcro, che sarà di grande ispirazione per il tuo design.

Dopo aver parlato tanto, mi chiedo qual è il problema più fastidioso che incontri quando progetti la biella dello sterzo? Si tratta di calcolo delle dimensioni o di interferenza del movimento? Benvenuto per condividere la tua esperienza nell'area commenti e possiamo discuterne e risolverla insieme. Se ritieni che questo articolo ti sia utile, non dimenticare di mettere mi piace e condividerlo con più amici che ne hanno bisogno!