Frame snel elektronisch verlengen

Ik ben met een project waarbij een frame zich horizontaal moet uitschuiven, zie ook het simpele schematische voorbeeld plaatje hieronder. Het rode is zeg maar een los frame wat aan het zwarte frame zit bevestigd en wat zo'n 11cm moet verlengen (mag ook wat minder zijn, 11cm is ongeveer het maximale wat hij mag verlengen. Maar ook niet veel kleiner dan 9cm). Nu ben ik opzoek naar een elektrisch aangedreven oplossing om dit mee te doen. Er zitten wel wat beperkingen aan mijn mogelijkheden.

Gewicht: in totaal mag het systeem (incl. frame) 1,5 tot 2 kilo wegen. Ik neem nu even aan dat het frame max 1 kilo zal wegen.
Voeding: het is een mobiel apparaat waar 24V accu's in zitten, maar ik heb als het goed is ook de mogelijkheid om 12V te gebruiken. En anders lost een simpele omvormer dit ook wel op. Ook zit er een capacitor in die 500V levert.
Snelheden: dit is denk ik een beetje een vervelende eis. Het frame mag in totaal 1 seconde verlengd zijn. En de tijd van beginstand tot ~11cm verlenging moet zo kort mogelijk zijn. Het liefst binnen 0.2sec (of sneller). Terug wordt vaak gedaan via elastiek dus dat moet wel te doen zijn.

http://i.imgur.com/sGlP7IV.png

Nu ben ik aan het kijken wat de opties zijn die ik heb. En dan kom ik tot de volgende actuatoren: (ik ben trouwens een noob wat betreft electro (aandrijving))
- DC motor
- Servo motor
- Stepper motor
- Lineaire motor
- Solenoid (duw trek magneet)

- Een solenoid lijkt me het meest ideaal qua werking, maar ik weet niet of de lengte van 11cm en het gewicht een probleem gaat zijn. Ik denk dat deze wel het makkelijkste de tijd van 0.2sec zal halen.
- Een lineaire motor zit qua verlenging iig ook al meteen in de juiste richting. Ik heb alleen het idee dat deze niet de snelheid kan halen die ik wil hebben.
- Dan blijven de overige motoren over die radiaal bewegen en ik een lineaire verlenging wil. Ik zat te denken dat een soort van nokkenas (zie afbeelding hieronder) gebruikt kan worden om een verlenging te creëren. Alleen vraag ik me af of dit wel te doen is met een verlenging van ~11cm.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/41/Nockenwelle_ani.gif/250px-Nockenwelle_ani.gif

Wat vinden jullie van mijn redenatie en/of hebben jullie misschien de gouden oplossing voor mij? :D Ik sta ook open voor andere ideeën of technieken. Bijvoorbeeld hydraulisch of pneumatisch, maar dan zal het gewicht van de compressor al teveel zijn verwacht ik.

ps. Dit is mijn eerste bericht op het forum. Hoi :D Ik hoop dat ik op de juiste plek zit en voldoende info gegeven heb :)

maartenbakker

Golden Member

Perslucht is industrieel denk ik de gebruikelijkste methode, maar kijk ook eens of je met een stevige maar lichte motor en tandheugel de gewenste tijd kunt halen. Misschien niet, maar wie weet.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Ah een tandheugel, daar had ik nog niet aan gedacht.
Wanneer de spanning eraf gehaald wordt bij een dc elektro motor, dan is hij toch een soort van "ontkoppeld"? Ofwel, wanneer hij na een seconde terug moet, dat je dan de spanning eraf haalt en het elastiek het frame weer terug trekt?
Zo ja, werkt dit dan ook bij een servo en stepper motor? Of verschilt dit per model?

Shiptronic

Overleden

draadeind en een moer ?

[edit] Oeps zat is niet snel genoeg.

Kleine uitleg over wat het moet doen schept hier meestal meer bruikbare oplossingen. {en een Klein risico op OT]

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
Lambiek

Special Member

Moet dat frame ook even in positie gehouden worden als het uitgeschoven is? Of mag/moet het gelijk terug veren door de elastieken?

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Het is voor een keeper robot. Deze zal een frame krijgen aan beide zijdes (plaatje in eerste post is een ruw eerste idee). En volgens de regels mag hij dit frame maximaal 1 seconden ~11 cm uitschuiven. Dus na die seconden moet hij weer in originele stand staan. Het mag dus zijn dat de motor dit zelf weer in die positie plaatst. Maar wat sommige andere teams volgens mij doen is dit via een elastiek of veer laten terug duwen.

Lambiek

Special Member

Motor met een excentriek erop, die laat je gewoon een keer rond draaien.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
elmowww

Golden Member

Zou je hem niet door een veer laten uitschieten en met een motor weer langzaam terughalen?

PA0EJE - www.eje-electronics.nl - e.jongerius[aapje]eje-electronics.nl - EJE Electronics - Elektronica/firmware ontwikkeling

Hmm, ik heb zowel zo'n excentriek als een tandheugel voorbij zien komen bij mijn vooronderzoek. Maar helaas laat mijn geheugen mij toch in de steek wanneer ik het nodig heb haha. Dat is inderdaad ook een optie. Maar er zal dan wel geduwd worden onder een hoek, ik vind het lastig in te schatten of dit dan kan zorgen voor kanteling en vastlopen (zeker bij hogere snelheden)

Is er een reden om niet te kijken naar de optie van een solenoid?

Op 21 mei 2015 15:27:57 schreef elmowww:
Zou je hem niet door een veer laten uitschieten en met een motor weer langzaam terughalen?

Is dit niet af te raden omdat er dan altijd continu een kracht op de motor werkt? Dan zal de motor ook altijd energie verbruiken. Want een motor is toch altijd een soort van ontkoppeld als er geen spanning op staat?
Of er moet een soort locking mechanisme worden toegevoegd, maar dat maakt het systeem voor mijn gevoel meer complex dan dat het voordelen oplevert?

[Bericht gewijzigd door Henry S. op donderdag 4 juni 2015 19:57:08 (38%)

Lambiek

Special Member

Is er een reden om niet te kijken naar de optie van een solenoid?

Daar is geen reden toe natuurlijk, maar je zit met een slag van 110mm. En een solenoid met die slag is waarschijnlijk moeilijk te vinden.

Of je moet naar een luchtcilinder kijken, (dubbel werkend) maar dan heb je wel lucht nodig.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Shiptronic

Overleden

perslucht kan je ook in een fles mee nemen.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
Lambiek

Special Member

Ja dat is waar, dan kan hij thuis zijn fles vullen met de compressor. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ik zou het mechanisch oplossen.

Wat is je gewenste reactietijd? Kort of middelkort?

Wat is de maximale tijd naar buiten, of anders, hoe lang mag het duren voordat het frame weer in rust is?
Energieverbruik, is dat belangrijk?

Een veer is het makkelijkst en snelst. Deze weer intrekken zou ik met een servo motor doen. Die verbruikt in rust ook niks. Activeren doe je dan door de servo 'over z'n punt' te schakelen, anders gezegd, je trekt het frame met een excentriek naar binnen. Draait de servo nog iets verder dan schiet het mechanisme door en kan je de hele actie opnieuw laten plaatsvinden. De servo kan dan redelijk snel reageren waardoor je op 5s meermaals kan 'keeperen'.

Exentriek á la de zuigers van een stoomloc ? dan voorkom je al te gekke mechanische klappen, die je bijv met een motor met een tandrad wel zou krijgen op de eindpunten.
Maar hoort dit eigenlijk niet op een werktuigbouwkundigen forum ;)

stop het overmatig spatiegebruik !

Frame opspannen met een veer en in een vergrendeling trekken. Vergrendeling ontkoppelen met een magneetspoel. In de flipperkastwereld is hier veel spul voor te krijgen. Terugduwen met een modelbouw servomotor of nokkenas + motor.

Voor jou doel moet, denk ik, de uitgaande slag sneller zijn dan de teruggaande slag.

-Edit- Oplossing van Appel is ongeveer hetzelfde, maar nog iets simpeler uit te voeren. Nu nog als electronoob de servosturing voor elkaar krijgen.

Gr.

Erik

[Bericht gewijzigd door erik1234 op donderdag 21 mei 2015 23:14:48 (19%)

Of je neemt gewoon een klein luchtpompje, tankje (oude spuitbus?), perslucht cilindertje al dan niet met een veer en een elektrisch ventieltje. Dat lijkt me eenvoudig, betrouwbaar, en gemakkelijk snel genoeg.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Shiptronic

Overleden

Een spuitbus lijkt me niet verstandig, beter een brandblusser nemen.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

Dat ligt een beetje aan de druk natuurlijk; ik bedenk me nu dat ik wel eens iets dergelijks heb gezien als vacuumtank, niet als druktank. Een brandblusser is gelijk wel erg groot.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 21 mei 2015 18:05:20 schreef Shiptronic:
perslucht kan je ook in een fles mee nemen.

Ja maar ik zit met het gewicht limiet

Op 21 mei 2015 21:27:36 schreef Appel:
Ik zou het mechanisch oplossen.

Wat is je gewenste reactietijd? Kort of middelkort?

Wat is de maximale tijd naar buiten, of anders, hoe lang mag het duren voordat het frame weer in rust is?
Energieverbruik, is dat belangrijk?

Een veer is het makkelijkst en snelst. Deze weer intrekken zou ik met een servo motor doen. Die verbruikt in rust ook niks. Activeren doe je dan door de servo 'over z'n punt' te schakelen, anders gezegd, je trekt het frame met een excentriek naar binnen. Draait de servo nog iets verder dan schiet het mechanisme door en kan je de hele actie opnieuw laten plaatsvinden. De servo kan dan redelijk snel reageren waardoor je op 5s meermaals kan 'keeperen'.

Als het kan in 0.2sec in maximale stand en in totaal mag hij 1sec in deze stand zitten. Daarna moet hij weer in originele stand staan. Vervolgens mij hij 4 seconden niet uitschuiven. (dit staat ook iets uitgebreider in mijn eerste post)
Energieverbruik moet wel in de gaten gehouden worden omdat het een mobiele robot is. Er zitten 2 24V 3.3 Ah accu's in die 15 minuten mee moeten gaan. Ook de overige apparatuur zoals aandrijving en computer maakt hier gebruik van.

Maar als je zo'n servo over z'n punt trekt, kun je hem dan weer "loskoppelen" zodat de veer vrij spel heeft? Of zorgt de servo dan voor weerstand? (beetje dynamo achtig zegmaar, weet de benaming hiervoor niet)

Op 21 mei 2015 21:45:26 schreef JvdBe:
Exentriek á la de zuigers van een stoomloc ? dan voorkom je al te gekke mechanische klappen, die je bijv met een motor met een tandrad wel zou krijgen op de eindpunten.
Maar hoort dit eigenlijk niet op een werktuigbouwkundigen forum ;)

Het gaat om een keeper module voor op een robot, dus ik dacht dat het dan bij robotica zou horen :)

Op 21 mei 2015 21:57:29 schreef erik1234:
Frame opspannen met een veer en in een vergrendeling trekken. Vergrendeling ontkoppelen met een magneetspoel. In de flipperkastwereld is hier veel spul voor te krijgen. Terugduwen met een modelbouw servomotor of nokkenas + motor.

Voor jou doel moet, denk ik, de uitgaande slag sneller zijn dan de teruggaande slag.

-Edit- Oplossing van Appel is ongeveer hetzelfde, maar nog iets simpeler uit te voeren. Nu nog als electronoob de servosturing voor elkaar krijgen.

Gr.

Erik

Uitgaande slag moet inderdaad sneller. Liefst zo snel als het kan. Heb je toevallig een voorbeeld van zo'n ontkoppeling van een flipperkast?

Op 21 mei 2015 23:33:46 schreef SparkyGSX:
Of je neemt gewoon een klein luchtpompje, tankje (oude spuitbus?), perslucht cilindertje al dan niet met een veer en een elektrisch ventieltje. Dat lijkt me eenvoudig, betrouwbaar, en gemakkelijk snel genoeg.

Ik denk niet dat ik dit binnen het gewicht kan verwerkelijken. Daarom lijkt mij elektrisch de beste manier omdat dit al aanwezig is.

Op 22 mei 2015 00:02:49 schreef Shiptronic:
Een spuitbus lijkt me niet verstandig, beter een brandblusser nemen.

Brandblusser zelf valt al ruim buiten mijn gewichtsbeperking ;)

maartenbakker

Golden Member

Het hoort ook gewoon bij robotica.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Op 22 mei 2015 14:01:42 schreef maartenbakker:
Het hoort ook gewoon bij robotica.

Maar ik heb nog steeds geen elektronische oplossing voorbij zien komen, en dat is wat de TS vraagt.

maartenbakker

Golden Member

Zijn een motor of solenoid electronisch? Zo nee, wat zou je dan wel als electronisch beschouwen? Ik kom helaas niet verder dan de motor met tandheugel die ik voorstelde, maar er zijn vast nog wel een aantal manieren (die hierboven ook al beschreven worden) om de overbrenging van motor of solenoid naar het freem te construeren. Daarbij is het onvermijdelijk om mechanische onderdelen te gebruiken, zodat je uitkomt op mechatronica (een van de voorgestelde namen voor de forumcategorie die nu robotica heet).

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Een solenoid over een lengte van 110mm kun je rustig vergeten; de maximale uitslag daarvan is veel kleiner, en naarmate de slag langer wordt, neemt de kracht die je ermee kunt uitoefenen snel af.

Een lineaire motor zou kunnen, maar dat is waarschijnlijk veel te zwaar, en moeilijk te besturen. Waarschijnlijk kun je het beste energie opslaan in een (gas)veer o.i.d., waar je blijkbaar 4 seconden over mag doen, en die veer vervolgens ontgrendelen om het frame uit te laten schuiven. Waarschijnlijk heb je daarna weer een veer nodig om het frame weer in te trekken, al mag dat blijkbaar wel iets langer duren (1 sec).

Als je een veer gebruikt die je vooraf op spanning brengt, kun je natuurlijk wel een solenoid gebruiken om een grendel te bedienen, waarmee je de veer loslaat.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Moet het frame echt uitschuiven of mag het ook zwaaien? Als het mag zwaaien dan zou je een ruitenwissermechanisme kunnen gebruiken.
Zou je iets kunnen doen met het ontsteken van een explosief gas in een cilinder en deze terug trekken met een veer die aan de buitenkant is gemonteerd, in deze cilinder maak je dan kleine gaten zodat het frame snel kan uitschuiven en rustig terugkomt.

[Bericht gewijzigd door edo317 op vrijdag 22 mei 2015 19:46:12 (14%)

Op 22 mei 2015 13:24:30 schreef MarkosMark:
Heb je toevallig een voorbeeld van zo'n ontkoppeling van een flipperkast?

Zet het uitschuifframe onder veerspanning en fixeer het in een uitsparing met een palletje. Trek het palletje weg met een relatief kleine spoel en het frame schiet weg. Palletje word teruggeduwd door een tweede veer. Frame word teruggeduwd door servomotor. Bij de eindaanslag word het palletje weer in de uitsparing geduwd door de tweede veer. Sponningdeuropeners hebben ook een dergelijk mechanisme.

Gr.

Erik