Animatronika Kwiatek dla Calineczki - napęd płatków

[ethanak]

(...)Kwiat z wielkim łoskotem otworzył się i w środku, na zielonym dnie kielicha, gdzie zwykle mieści się słupek kwiatowy, stała sobie prześliczna mała dziewczynka.

Nazwali ją Calineczką(...).

Witam.

Mam bojowe zadanie - zrobić kwiatek, w którym mieszka Calineczka. W sumie nic skomplikowanego - jakieś serwo, które otwiera i zamyka płatki...

Tyle że musiałem sobie życie skomplikować i wymyśliłem, że będą dwa niezależne serwa, jedno do dwóch przednich płatków, drugie do trzech tylnych.

No i mam problem: nie bardzo mogę sobie wyobrazić mechanizm, który w miarę równo będzie za pomocą pojedynczego serwa otwierać i zamykać dwa czy trzy płatki jednocześnie... bo pojedynczo albo wszystkie na raz to proste. Nierówno też (takie coś już zrobiłem i wstyd pokazać jak to działa).

Ma ktoś jakiś pomysł?

Na wszelki wypadek podaję podstawowe wymiary: doniczka ma średnicę na górze 12 cm, Calineczka ma ok.12 cm wysokości - przy czym wolałbym doniczki nie zmieniać bo bardzo ładnie wchodzi do środka cała elektronika i akumulator.

[szczawiosław]

System cięgien nie nada się? do kazdego płata dorobić "nóżkę" poniżej zawiasu dobrać odpowiednią długość i na serwie zamocowac ramie do którego cięgna będą doczepione.

[ethanak]

Przy dwóch płatkach pewnie by się sprawdziło - całość jest symetryczna i cięgła są identyczne. Natomiast nie bardzo wiem co zrobić w przypadku trzech... spróbuję to przeliczyć może coś mi wyjdzie.

[marek1707]

A jak jest różnica między dwoma a trzema? Jak rozumiem pomysł szczawiosława, to: płatki zamykają się same pod wpływem np. sprężynki (każdy ma swoją) a serwa odchylają je do pozycji otwartej. Przeniesienie napędu z ramienia serwa na płatek jest zrobione przy pomocy nitki/cięgna zaczepionego gdzieś u podstawy płatka do małej dźwigienki. Ponieważ długość nitki jest indywidualna dla każdego płatka, serwo dla kilku płatków może być umieszczone prawie w dowolnym miejscu. Do końca jego orczyka dowiązane są sznureczki idące z kilku płatków. Pierwsze obsługuje dwa cięgna/płatki, drugie trzy, czy ile tam potrzeba.

Kiedyś w małym modelu użyłem serw 4-gramowych. Takie maleństwa pewnie obsłużyłyby każdy płatek osobno:

http://www.modele.sklep.pl/pl/Katalog/Serwa/Serwa-analogowe/HITEC-HS-40.html

dając możliwość efektów typu kolejnego otwierania płatków czy rozchylania każdego z inną prędkością lub parami po przeciwnych stronach.. Można umieścić je obok siebie w rzędzie a sznureczki puścić do odpowiednich płatków.

Reszta to odpowiedni interpolator do każdego kanału obracający serwem wg zadanej krzywej.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[ethanak]

Różnica między dwoma a trzema jest taka, że układ dwóch płatków ma dwa cięgna identyczne, a układ trzech co najmniej jedno inne 🙂

Patent z nitką w moim przypadku odpadł na początku. Kwiat powinien otwierać się po pociągnięciu nitki a nie zamykać (o tym nie wspominałem, ale o nitce też) - w związku z tym wajcha do nitki musiałaby być na zewnątrz płatka (odpada - to ma wyglądać jak kwiatek a nie jak overlock), albo nitka powinna ciągnąć wajchę do góry (ciekawe gdzie by się biedna Calineczka zmieściła...).

Pięć serw to po pierwsze dość duże obciążenie dla akumulatora, po drugie chyba przerost formy nad treścią... stawianie trzech serw obok siebie po to aby chodziły synchronicznie to chyba nie ta bajka 🙂 Poza tym koszt... pięć takich serw to ok. 170 PLN... trochę nieopłacalne.

Co do otwierania płatków parami po przeciwnych stronach - pięć płatków to dokładnie dwie i pół pary.

Może wykorzystam pomysł z nitką chociaż już mną rzuca o ścianę na myśl o regulacji tego czegoś. Nitkę na szczęście mam porządną, taką jakiej używają marionetkarze - czyli mocna i co najważniejsze nie rozciąga się.

Cóż... na razie czekam na pomysły, może coś mi się urodzi.

[marek1707]

"Kwiat powinien otwierać się po pociągnięciu nitki a nie zamykać.." - właśnie to proponowałem.

"pięć płatków to dokładnie dwie i pół pary" - nie bierz wszystkiego tak dosłownie. Przecież to luźne myśli na temat rzeczy, która jeszcze nie istnieje lub której nie widzimy. Podrzucam pomysły, od liczenia płatków albo momentów sił jesteś Ty.

Chyba nie ma znaczenia jakiej długości są cięgna - co z tego, że z trójki jedno jest inne? Oczywiście to po której stronie osi płatka zrobisz wajhę i czy cięgno będzie otwierało czy zamykało to szczegół konstrukcyjny - tylko Ty wiesz jak to będzie mocowane i co będzie widać, więc trudno tu coś radzić. Otwieranie cięgłami i zamykanie sprężynką było tylko przykładem.

Nie wiemy jaka jest treść tego co robisz, czy jest to jednorazowa zabawka dla dziecka czy model na wystawę sklepu jubilerskiego więc tutaj także trudno oceniać gdzie jest granica formy. Pięć serw to żaden wyczyn w modelu latającym. Tutaj jak rozumiem to przesada, OK, dotarło. Swoją drogą.. "nieopłacalne"? Jak przeliczasz radość obdarowanej osoby na swoje zyski?

Acha, przy okazji: są też małe serwa liniowe, pozbawione przekładni zębatej na rzecz ślimakowej:

http://rcmaniak.pl/pl/p/Serwo-2.1g-liniowe-long-throw-/1906

Tutaj są jeszcze droższe niż te poprzednie, no ale zwykle tak jest gdy odchodzimy od masowo produkowanych standardów. W dowolną stronę.

Nie mamy rysunku tej Twojej konstrukcji ale wydaje mi się, że cięgła są na tyle elastycznym rozwiązaniem, że mogą być mocowane do ramion na płatkach po dowolnej, wygodniejszej stronie osi obrotu. Nawet jeśli wajha byłaby prostym przedłużeniem płatka w dół poniżej osi, to cięgła można zebrać i przepuścić przez jedno wspólne oczko z drutu centralnie pod kwiatem tak, by a) ramienia nie było widać i b) otwieranie następowało przez pociągnięcie. Może narysuj jak to planujesz u siebie? O jaki kąt chcesz obracać płatki od jednego położenia skrajnego do przeciwnego itd?

[ethanak]

Dobra, uściślam co mogę.

Przeznaczenie: rekwizyt teatralny (stolikowy teatr lalek jeśli komuś coś to więcej powie). Dlatego musi przypominać kwiatek (przypominać, a nie być naturalistycznym odwzorowaniem konkretnego gatunku tulipana), Ważna jest niezawodność (jedyne co ma obchodzić aktora to żeby pilnował naładowania akumulatora). Odporność mechaniczna jest również wskazana, chociaż bez przesady - dzieci w przedszkolu są bardzo przebiegłe jeśli chodzi o próby wzięcia do rączki przedmiotu którego brać nie powinny, a jeden aktor wszystkiego nie upilnuje. O ile mogę zrobić wymienne płatki i dodrukować drugi komplet na zamianę (aktor sobie z tym poradzi) o tyle mechanizm musi być jak najprostszy (inaczej: jak najmniej do psucia). W związku z tym, że ma to na siebie zarobić - całość powinna być jak najtańsza.

Ruch płatków - nie przekroczy 90°, ale będzie blisko.

Pięć płatków, dwa przednie odsłaniające pierwszy raz Calineczkę, trzy tylne otwierane z opóźnieniem stanowią tło dla postaci. W trakcie spektaklu kwiatek otwiera się kilkukrotnie, mile widziana możliwość włożenia niepostrzeżenie do wnętrza lalki na oczach widzów, chociaż nie jest to priorytet.

Rysunku konstrukcji nie mam i mieć nie będę dopóki nie będę wiedział, w jaką stronę iść z napędem. Na razie wiem tyle, że nie będzie żadnej łodygi, kwiat będzie po prostu wyrastać wprost z doniczki. Na prowizorycznym modelu sprawdziłem, że wysokość osi płatków nad poziomem "ziemi" w doniczce powinna być jak najmniejsza, tak aby płatki po otwarciu prawie opierały się o krawędź doniczki. Promień okręgu wyznaczającego zewnętrzną część mechanizmu (zakładam umieszczenie osi obrotu płatków jak najbliżej jego krawędzi) to ok. 2/3 promienia doniczki, czyli w tym przypadku ok. 4 cm. Na szczęście nie mam scenografa nad głową i co zrobię to będzie dobrze 🙂

Napęd to dwa serwa SG90. Dodatkowy mosfet podaje zasilanie do serw tylko wtedy, gdy są w ruchu.

Pełne otwarcie płatków trwa ok. 4 sekund (ale to jest do ustalenia dopiero w czasie prób).

Co jeszcze mogę dodać?

Mogę wrzucić filmik z działania nieudanej konstrukcji (modelu)... ale wolałbym tego nie robić.

[Jamik]

Napędzaj jeden płatek, a na sąsiednie przenieś napęd sprzęgłem. Może o byś sprzęgło Cardana (wydrukowane na drukarce 3D, z zestawów Lego itp), gumowa rurka, sprężynka, czy co Ci tam do głowy przyjdzie. Masz gwarancję równego rozkładania i składania się płatków, prostą konstrukcję i niezawodność.

[ethanak]

Pomysł całkiem fajny... tyle że nierealny.

Płatek ma długość ok. 15 cm (pamiętaj, że musi zakryć Calineczkę). Wydrukowany waży ponad 20g. Nie miałem pod ręką rurki gumowej - spróbowałem ze sprężynką od długopisu - niestety, nie da rady podnieść otwartego płątka (co zresztą było do przewidzenia biorąc pod uwagę średnicę sprżynki). Spróbuję jutro jakiegoś prowizorycznego kardana wypróbować ale coś czarno to widzę.

Chociaż idea takiego połączenia płatków bardzo mi się podoba - niestety, siły działające na taki przegub (obojętnie z czego by był) są chyba zbyt duże.

Chyba że ktoś rzuci mi przykładem przegubu który mogę zrobić w domowych warunkach i który nie rozpadnie się po pięciu minutach - będę szczerze wdzięczny.

W każdym razie dzięki za zainteresowanie. Idę się przespać i rano kombinuję dalej.

[Jamik]

No to elastyczne odpadają. Chyba, ze zastosujesz przeciwwagi, żeby środek masy płatka przesunąć na oś. Pozostaje sprzęgło Cardana, które możesz kupić w sklepie modelarskim, wydrukować, albo zrobić z dwóch blaszek, kulki i czterech wkrętów. Przyszła mi do głowy możliwość zastosowania przekładni zębatej 1:1 z kołami zębatymi stożkowymi. Też by było do wydrukowania, ale to ciut bardziej skomplikowana operacja.

[ethanak]

Też od razu pomyślałem o przeciwwadze - tyle że nie bardzo mam gdzie ją wsadzić.

Ze sprzęgłem Cardana może być lekki problem - wydrukowałęm sobie taką prowizorkę i niespecjalnie chce się sprawdzić. Chyba kąt 72° to dla Cardana za dużo.

O kołach stożkowych też pomyślałem ale w warunkach domowych to nierealne.

Cóż - wracam na razie do różnej maści cięgieł, może coś mi wyjdzie...

[Jamik]

No tak. Sprzęgło Cardana zaleca się do kąta 30 stopni, a powyżej 60 już raczej nie zadziała. Tutaj musiałoby być podwójne. 2x36 stopni pracowałoby bez problemów. Przetestowałem właśnie 2x45 stopni i jest OK. Dodatkową zaletą jest pozbycia się nierównomierności pracy pojedynczego sprzęgła. Pomyśl jeszcze nad takim rozwiązaniem. Sprzęgło podwójne nie jest dużo bardziej skomplikowane niż pojedyncze.

[ethanak]

Tyle że podejrzewam, że sprzęgło bardzo ładnie przeniesie obroty/obciążenie, natomiast będzie miało problemy z w miarę precyzyjnym przełożeniem położenia osi w granicach 90°. No... chyba żeby jakiś zegarmistrz to robił 🙂

[Jamik]

Samo sprzęgło może być toporne. Byle luzów nie miało, to myślę że dokładność będzie wystarczająca. Tym bardziej, że obciążenie będzie raczej jednostronne, a i nie chodzi o operację na mózgu 😉. A myślałeś o zrobieniu napędu liniowego (silniczek+pręt gwintowany+nakrętka)? Taki suwak popychałby dowolną ilość płatków w tym samym tempie. Ewentualnie układ serwo-suwak-płatki?

Zastanawiam się jeszcze nad jednym. Odcinasz zasilanie serw, gdy nie pracują. Czy po przywróceniu zasilania nie mają tendencji do szarpnięć?

[ethanak]

Widziałem podobny patent z serwem na instructables (tyle, że wszystkie płatki otwierały się jednocześnie). Na razie stwierdziłem, że sam układ płatków i zawieszenia i tak mi się nie zmieni - czyli dzisiaj drukuję płatki 🙂

Co do odcinania zasilania: owszem, jest lekkie szarpnięcie na początku ale ponieważ za chwilę serwo rusza - jest praktycznie niezauważalne. Tym niemniej do jakiegoś robota absolutnie się to nie nadaje.

Z jednym wyjątkiem: zrobiłem sobie swego czasu model hexapoda - dwuserwowca (chciałem zobaczyć, czy będzie mógł skręcać, okazało się że tak). Miałem pod ręką jakieś parszywe Redoxy S90 które bez impulsu sterującego wyczyniały bardzo dziwne rzeczy, ponieważ układem sterującym był ESP8266 to zanim biedaczek połączył się z WiFi serwa potrafiły połamać mu nogi. Zastosowałem mosfeta, który podaje zasilanie na serwa dopiero po połączeniu i podaniu impulsów sterujących - od tego czasu nogi co prawda mocowane na hotglue ale jeszcze się trzymają 🙂