Actionneurs linéaires
Introduction
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Bonjour à tous,
J'aimerai rassembler ici et partager avec vous des idées/design/réalisation d'
actionneur linéaire
J'insèrerai vos contributions dans ce premier message !
Le système articulé a fait ses preuves mini_22598820130417232025RacingMatsouduredessupportsmoteurs.jpg
mais je suis régulièrement tenté par les modèles plus compacts façon DBox ou mini_728194rSeatmotionsystemseu.jpg
Qu'est ce qui pourrait bien fonctionner, pas cher et compact ?
Les critères de design
- C'est un petit cahier des charges pour trouver des modèles du commerce ou aider à la conception de son modèle :
▘l'effort de poussée(en N)(certains actionneurs n'ont pas la même capacité en poussée qu'en traction)
▘la course (en mm)
-> ces deux caractéristiques sont liées puisque un actionneur plus faible peut être éloigné du pivot mais devra avoir une course plus longue pour incliner tout autant le simu. C'est le principe des leviers et du moment des forces.
▘la vitesse en charge
(attention, la vitesse baisse très rapidement sous la charge selon la conception)
▘le facteur de service
(duty cycle) les actionneurs de nos simu sont constamment en action (facteur de service proche de 100%) il ne faut pas qu'ils chauffent (désaimantation, perte de lubrication...)
▘la charge statique et l'irréversibilité
: si l'actionneur est irréversible, alors le simu reste en position moteurs coupés (pas indispensable mais certainement plus pratique et moins dangeureux)
▘le capteur de position
(encodeur or potentiometre). S'il n'en est pas muni, il faut prévoir un capteur sur la structure du simulateur pour la boucle de rétroraction.
▘le voltage et l'intensité
(courante et en pic) pour calibrer le Hbridge et l'alimentation
Dans la conception, il est possible d'envisager unecompensation des efforts :
Si la puissance de l'actionneur linéaire est trop juste, on peut penser à compenser une partie des efforts par un contre effort :
par exemple, des élastiques (voir http://www.simprojects.nl/new_ideas.htm)ou des ressorts ...
Le ressort fournirait un contre-effort pour compenser le poids.
S'il est assez long, l'effort serait presque constant sur le débattement.
On pourrait alors envisager un système 3 DOF low-cost avec actionneurs linéaires.
La liste des systèmes
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▘ La bonne vieille bielle-manivelle
▘ Le pignon-crémaillière
▘ La poulie-courroie
▘ Le pignon-chaîne
▘ La vis-écrou
▘ Le muscle pneumatique
▘ Le fil à mémoire de forme Nitinol, Flexinol
▘ Le solénoïde linéaire
▘ Le Voice Coil
Les exemples
- ► la bonne vieille
bielle-manivelle
mini_546723TSINYModelNumberTYFF70.jpg
très largement faisable en DIY et utilisable en pied comme les systèmes DBox ou équivalents. A noter toutefois la limitation de ce concept : la force exercée et la vitesse de déplacement varie (voir croquis http://www.racingfr.com/forum/index.ph…dpost&p=1419066
) ce n'est pas le cas pour le pignon/crémaillière ou la vis/écrou
application flash géniale pour visualiser le dimensionnement d'un système bielle manivelle (merci Riton39) : http://www.mecamedia.info/index/flash_biellemanivellev3
http://www.racingfr.com/forum/index.ph…dpost&p=1487406
http://www.racingfr.com/forum/index.php?s=&showtopic=48452
par Riton39
► le pignon-crémaillière
mini_221643pignoncrmaillire.jpg
- La poulie-courroie
(attention au backlash)
voici un petit lien vers un calculateur de poulies et courroie
http://www.blocklayer.com/Pulley-Belt.aspx
cela donne les vitesses angulaires respectives, la longueur de la courroie, sa vitesse linéaire...
mini_408380diylinearactuatoroutofscanner.jpg
http://codinglab.blogspot.fr/2011/10/diy-li…of-scanner.html
j'ai trouvé une vidéo d’actionneur linéaire DIY : le détail du mécanisme (courroies)External Content youtu.beContent embedded from external sources will not be displayed without your consent.Through the activation of external content, you agree that personal data may be transferred to third party platforms. We have provided more information on this in our privacy policy.
de Rolandvanroy du site http://www.simprojects.nl
et ici un 6 DOF en action avec des vérins linéaires DIY par Gago MeislerExternal Content youtu.beContent embedded from external sources will not be displayed without your consent.Through the activation of external content, you agree that personal data may be transferred to third party platforms. We have provided more information on this in our privacy policy.
- pignon-chaîne
http://bffsimulation.com/linear-act.php
- la vis-écrou
mini_704092xrobotslinearactuator1.jpg
http://www.xrobots.co.uk/linearactuator.htm et sa version moderne avec la vis à bille
mini_484673screwballlinearactuator1000x1000.jpg - modèle du commerce
http://www.oslv.com/home/176-1-fr.htmlv.56146854,d.ZGU mais leur facteur de service est vraiment trop bas (sur les docs constructeurs).
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le muscle pneumatique
(effort en traction seulement) faites une recherche Google sur "air muscle" Sam_animation-real-muscle.gif
en gonflant le tube, il s'élargit et donc se raccourcit par la même occasion. C'est pourquoi cet actionneur ne permet que de tirer. -
NITINOL fil à mémoire de forme
"Muscle wire" le fil musclé - les Solenoïdes https://www.google.fr/search?q=solenoide+lineaire
c'est la techno utilisée pour les buttkickers ! io65a.jpg
une belle page de synthèse sur http://robotastuces.free.fr/?page_id=1621
une explication sur http://www.electronics-tutorials.ws/io/io_6.html
et ici http://www.societyofrobots.com/actuators_solenoids.shtml
une vidéo sur le fonctionnement d'un solénoïde (pinball academy)
mais il n'y a pas la partie 2, dommageExternal Content youtu.beContent embedded from external sources will not be displayed without your consent.Through the activation of external content, you agree that personal data may be transferred to third party platforms. We have provided more information on this in our privacy policy.
http://www.gotronic.fr/art-solenoide-12-vcc-ls1110bz-36.htm Citation (GOTRONIC) Deux catégories sont à distinguer: les solénoïdes continus (ils peuvent être alimentés en permanence) et les solénoïdes intermittents (leur temps d'activation est limité pour éviter une surchauffe trop importante). Les modèles BZ sont de type PULL (le plongeur rentre dans la bobine lorsque l'alimentation est appliquée / pas de ressort de rappel) tandis que les modèles BD sont de type PUSH-PULL (ils sont équipés d'un ressort de rappel et d'une tige de poussée à l'arrière). Applications: robotique, verrous de portes, distributeurs automatiques, etc.
On peut aussi leur appliquer une tension en PWM pour limiter la chauffe
A "continuous duty" solenoid is preferable to "intermittent duty."
http://www.ledex.com/linear-solenoi…comparison.html
http://www.kuhnke.fr/index.php?id=1…te&uid=20&gid=3
voici des calculateurs en ligne
un tuto avec un fichier Excel en français : http://orgue-de-barbarie.pagesperso-orange.fr/electrique.htm
http://www.calctool.org/CALC/phys/electromagnetism/solenoid
une petite explication en anglais sur les termes anglais de la formule http://www.ehow.com/how_5969962_ca…ctromagnet.html
http://www.daycounter.com/Calculators/Ma…alculator.phtml
http://easycalculation.com/engineering/el…enoid-force.php -
le Voice Coil
voir le magistral topic de Ponch' http://www.racingfr.com/forum/index.php?showtopic=47972&hl=
https://youtu.be/B3O8m59BTAQ
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Actionneur à fils torsadés
"writhing thread actuator"
il y a les avantages suivants :
- forte puissance
- silencieux
- faible diamètre
- économique
et les inconvénients suivants :
- variation de mouvement non linéaire
- fonctionne uniquement en traction : nécessite un système de rappel[/indent]External Content youtu.beContent embedded from external sources will not be displayed without your consent.Through the activation of external content, you agree that personal data may be transferred to third party platforms. We have provided more information on this in our privacy policy.External Content youtu.beContent embedded from external sources will not be displayed without your consent.Through the activation of external content, you agree that personal data may be transferred to third party platforms. We have provided more information on this in our privacy policy.External Content youtu.beContent embedded from external sources will not be displayed without your consent.Through the activation of external content, you agree that personal data may be transferred to third party platforms. We have provided more information on this in our privacy policy.
détail à 00:20
une belle documentation incluant une vision historique de cette solution qui date des Grecs et avant
http://www.dexmart.eu/fileadmin/dexm…Workshop-A3.pdf -
Le cas particulier du D'box
j'ai trouvé un seul article sur la sauce à l'intérieur : D-Box’s Kinetron actuator http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1273598
ils indiquent que pour améliorer les performances, ils simulent un modèle (courant, vitesse...) et qu'ils ne mesurent pas les grandeurs réelles (l'intensité par exemple) pour gagner du temps, mais se fient au modèle.
Ils peuvent ainsi supporter des pics transitoires d'intensité très hauts (sans dommage pour le matériel) alors qu'un contrôle d'intensité physique ne le permettrait pas avec des valeurs aussi hautes. Et en cas de panne d'alim, l'énergie potentielle (hauteur et poids) est convertie en une descente contrôlée (auto-induction ?)
mais rien sur la partie mécanique interne...
ni dans cette liste de http://www.faqs.org/patents/assignee/d-box-technologies-inc/
Mizoo : dbox utilise un "simple" moteur brushless AC avec une commande type FOC (Field Oriented Control). Tout comme le volant RFR. Le moteur actionne une vis à billes.
Les recherches Google
https://www.youtube.com/channel/UCHy1kwWFGXGoIOm0DQvP33A
https://www.google.fr/search?q=linear+actuator+DIY
https://www.google.fr/search?q=linear+screwball+actuator
https://www.google.fr/search?q=screw+jack
http://www.google.fr/search?q=rack+and+pinion+drive
et le matériel pour les CNC comme source d'inspiration
Les Définitions - Règles - Documentation
▘ ici une très bonne doc de conception : simple et illustrée
Rotation continue -> Rotation continue
Rotation continue -> Translation alternative
Rotation continue -> Rotation alternative
Rotation continue -> Translation continue
Rotation continue -> Rotation discontinue
Rotation continue -> Translation discontinue
http://tpworks-place.com/documents/707/medias/220.pdf
▘ catalogue NIASA avec
calculs de dimensionnement vérin électrique
:
http://www.niasa.es/backend/catalo…20ACTUATORS.pdf
▘ facteur de service : Fs = Temps Travail / (Temps Travail + Temps de Repos)
20% <-> 20 minutes de fonctionnement et 80 minutes de repos
▘ calcul et conversion rotation :