correzione movimento oscillatorio

[lukeke]

Buonasera a tutti e grazie per il tempo che vorrete dedicarmi,

mi scuso in primo luogo se l'argomento non dovesse essere nella sezione corretta, provvederò subito a spostare la discussione.

 

di seguito il quesito:

un contenitore collegato ad un braccio per lo spostamento di materiale oscilla avanti e indietro durante il movimento del braccio stesso. chiaramente tale movimento è limitato meccanicamente tramite dei perni ma risulta ugualmente troppo ampio e repentino. Ciò premesso vorrei sapere se fosse possibile collegare un motoriduttore a 12 v comandato da un accelerometro tale che fornisca le correzioni per tenere il contenitore sempre perpendicolare al suolo indipendentemente dalla posizione del braccio.

Allego disegno per cercare di far meglio comprendere il progetto.

 

Qualunque idea è ben accetta

Buona serata

[batta]

Si può sicuramente fare, ma non capisco perché "con un motoriduttore a 12 V", e nemmeno perché non sia possibile ancorarlo meglio meccanicamente, se deve rimanere fermo.
E, al posto di un accelerometro, se deve rimare in una determinata posizione, meglio un inclinometro.
Ma è un problema reale o un esercizio scolastico?

[NovellinoXX]

Braccio a pantografo

[lukeke]

Grazie @batta e @NovellinoXX per le pronte risposte.

rispondo in ordine per cercare di far capire meglio il progetto, perchè sicuramente non sono riuscito ad esporlo correttamente:

- è un'applicazione reale

- non può essere ancorato meccanicamente perchè quando il braccio si muove il cestello assumerebbe posizioni di ribaltamento (allego disegno)

- 12 v perchè dovrebbe essere applicata ad una piattaforma mobile e quindi più facile da gestire, nessun pericolo a livello elettrico ecc

- motoriduttore è una mia idea in quanto ha una grande coppia e riuscirebbe a correggere costantemente il movimento del contenitore di quei pochi gradi tale per cui rimarrebbe sempre ortogale evitando di oscillare durante il movimento

- servirebbe un inclinometro con segnale di uscita in grado di comandare un motore elettrico da applicare al contenitore

- il braccio a pantografo non ne capisco l'applicabilità

buona serata

 

 

[NovellinoXX]

2 ore fa, lukeke ha scritto:

- il braccio a pantografo non ne capisco l'applicabilità

Di quanti gradi ruota il braccio?

[NovellinoXX]

Forse pantografo non e' il termine giusto, non so come si chiama, a bracci paralleli? 

A rimane sempre parallelo a B

 

 

 

Modificato: 25 novembre 2023 da NovellinoXX

[Livio Orsini]

4 ore fa, NovellinoXX ha scritto:

Forse pantografo non e' il termine giusto, non so come si chiama, a bracci paralleli? 

 

Si dicie braccio a parallelogramma perchè i lati opposti sono sempre parallelli; era usati anche nei vecchi tecnigrafi.

Potrebbe essere la soluzione più semplice. al problema.

Usare un servocontrollo, per mantenere il cestello sempre in posizione verticale, può essere possibile ma, oltre alle difficoltà di controllo, ci sono anche parecchi problemi meccanici che, con le informazioni date, èimpossibile individuare completamente.

[lukeke]

buongiorno @NovellinoXX e @Livio Orsini, e grazie per le vostre risposte.

cerco di porre la questione in altri temini:

il contenitore essendo vincolato al braccio con un un cuscinetto è libero di muoversi, quindi per la gravità torna sempre perpendicolare al piano terreno. il problema è l'oscillazione che compie prima di fermarsi. tale oscillazione varia in base a quanto ampio e veloce è il movimento del braccio e si accentua con il carico all'interno del contenitore.

 

Al momento mi interesserebbe capire se a livello elettrotenico/elettronico esiste a possibilità di realizzare un circuito in grado di far muovere un motore (ritengo un motoriduttore perchè serve la coppia elevata, oppure ancora meglio un servo motore che ha già la circuiteria per il controllo?) avanti e indietro per correggere l'oscillazione che si crea durante il movimento del braccio.

Gli aspetti meccanici (come vincolare il motore al contenitore) sono residuali.

Forse devo spostare la conversazione nella sezione Arduino?

Grazie e buona giornata

[NovellinoXX]

7 minuti fa, lukeke ha scritto:

cerco di porre la questione in altri temini:

Ma perchè, la soluzione a due bracci paralleli non ti piace?

con questa soluzione non c'e' nessuna oscillazione, il piano di carico e' sempre orizzontale.

[NovellinoXX]

Animazione

La definizione e' un po' una schifezza ma rende l'idea.

Modificato: 25 novembre 2023 da NovellinoXX

[Livio Orsini]

29 minuti fa, NovellinoXX ha scritto:

Ma perchè, la soluzione a due bracci paralleli non ti piace?

con questa soluzione non c'e' nessuna oscillazione, il piano di carico e' sempre orizzontale.

 

 

Condivido questa scelta che trovo sia la più semplice ed affidabile

 

40 minuti fa, lukeke ha scritto:

Al momento mi interesserebbe capire se a livello elettrotenico/elettronico esiste a possibilità di realizzare un circuito in grado di far muovere un motore..............

.

Concettualmente è fattibile.

Si deve implementare un controllo simile a quello detto "pendolo inverso". Se vuoi più informazioni su questo tipo di controllo in rete trovi moltissimo materiale ed anche alcune tesi universitarie.

 

40 minuti fa, lukeke ha scritto:

Gli aspetti meccanici (come vincolare il motore al contenitore) sono residuali.

 

Per nient! Sono parte fondamentale del progetto!

 

40 minuti fa, lukeke ha scritto:

Forse devo spostare la conversazione nella sezione Arduino?

 

Assolutamente no, visto che è un'applicazione industriale e non un giocattolo.

Modificato: 25 novembre 2023 da Livio Orsini

[lukeke]

grazie  @NovellinoXX e @Livio Orsini per le vostre risposte

non riesco a far comprendere il problema. in questo caso avere 1 o 2 bracci paralleli non credo sia rilevante.

se posizioni il contenitore nel fulcro da te indicato come "A" è esattamente come se tu lo posizionassi nel fulcro indentificato dal cerchio arancione nel mio disegno. entrambi sono perpendicolari al terreno inizialmente, però quando il braccio scende o sale il contenitore oscillerebbe per stabilizzarsi perpendicolare al suolo. il problema non è la posizione finale (ortogonale al suolo) in quanto la gravità vince sempre, il problema è limitare al massimo le oscillazioni che si creano nel movimento del braccio. (banalizzando è come forare un cartoncino e inserire dentro una penna, se mouvi la penna il cartoncino oscilla ma alla fine sempre perpendicolare al terreno si ferma)

Modificato: 25 novembre 2023 da lukeke

[NovellinoXX]

7 minuti fa, lukeke ha scritto:

non riesco a far comprendere il problema.

Guarda l'animazione che ho postato

[NovellinoXX]

12 minuti fa, lukeke ha scritto:

fulcro da te indicato come "A"

Non e' un fulcro, sono due assi vincolati. 

[lukeke]

Grazie @NovellinoXX,

avevo già visto l'animazione. in quel caso c'è una piattaforma vincolata alla base dalle due braccia parallele.

nel caso proposto il braccio è situato nella parte alta del contenitore, quindi il punto di fulcro è diverso.

per portare un altro esempio, l'intento è simile ad una piattaforma autolivellante.

Buona  serata

[batta]

Quello che non capisco è: ma se non è possibile bloccare meccanicamente il movimento, a cosa lo vincoli il motoriduttore?
In quanto al controllo con PLC, non è assolutamente un problema, ma quello che credo non sia ancora chiaro a tutti, è ciò che c'è sopra al contenitore, è come il contenitore è fissato al resto della struttura. Per esempio, se fosse un carico appeso ad una gru, dove lo metteresti il motoriduttore?

 

In quanto ad Arduino, lascia perdere, che non è assolutamente adatto ad applicazioni industriali.

[Roberto Gioachin]

Sembra che il tuo progetto si riferisca ad una piattaforma aerea, dove i parallelogrammi vengono già usati per i vari bracci di sollevamento ma non sempre vengono usati per la cesta (contenitore). Per mantenere la cesta sempre parallela al suolo viene generalmente usato un inclinometro ed un motore idraulico, il tutto gestito da PLC o altra scheda custom ma certificata. 

[Livio Orsini]

26 minuti fa, Roberto Gioachin ha scritto:

Per mantenere la cesta sempre parallela al suolo viene generalmente usato un inclinometro ed un motore idraulico, il tutto gestito da PLC o altra scheda custom ma certificata. 

 

Forse questo itipo di correzione non basta, almeno da qua nto ho compreso io. Credo che voglia assolutamente evitare oscillazioni del cestello durante la sua traslazione. Se è così il solo inclinometro non è suffciente, ma sono indispensabili gli accelerometri.

[Roberto Gioachin]

17 ore fa, lukeke ha scritto:

non può essere ancorato meccanicamente perchè quando il braccio si muove il cestello assumerebbe posizioni di ribaltamento (allego disegno)

@Livio Orsini Lui nel disegno che ha riportato non dice di evitare oscillazioni, ma del movimento del braccio che si muove e porterebbe al ribaltamento del cestello, guardando il disegno io ci vedo una cosa molto simile ad una piattaforma aerea, infatti nel disegno il braccio cambia angolazione.

[Livio Orsini]

Non per polemica ma solo per disquisizione.

A me, dal titolo, è parso di capire che voglia controllare le oscillazioni, non solo l'inclinazione.

Comunque questo è un punto che può chiarire e precisare solo l'autore della discussione.

 

Il sistema di livellamento tramite inclinometro tende a riportare sempre in orizzontale la piattaforma, mentre il controllo delle oscillazioni previene ed annulla i movimenti oscillatori imprimendo forze eguali e contrarie, per questo motivo mi sono riferito ai controlli tipo pendolo inverso.

Detta in modo semplificato

Se si ha una massa infulcrata, sino a quando tutto il sistema è fermo lo è anche la massa; non appena inizia un moto di traslazione la massa subisce un'accelerazione in senso contrario al moto. Se il sistema rivela questa accelerazione può imprimere alla massa un'accelerazione di eguale ampiezza ma di segno contrario, quindi le due forzee si annullano e la massa trasla senza oscillazioni.

 

Se invece interessa solo che il contenitore rimanca sempre parallelo al terreno, ovvero sia sempre in "bolla", ollora è sufficiente compensare l'inclinazione.

[NovellinoXX]

4 ore fa, lukeke ha scritto:

nel caso proposto il braccio è situato nella parte alta del contenitore,

Meccanicamente non cambia assolutamente niente: allunghi i bracci e li vincoli sopra il tuo contenitore.

Se ci fai una foto di questo contenitore.

[lukeke]

grazie @batta@Roberto Gioachin@Livio Orsinie @NovellinoXX per le numerose risposte e l'interessamento.

per cercare di far meglio comprendere la struttura allego un disegno con vista laterale e frontale, che sono sicuro risponderà a molti quesiti.

con ordine:

- il motoriduttore / servomotore lo fisserei in uno dei due braccetti che chiudono la U collegandosi al contenitore (attualmente presenti dei cuscinetti che fanno oscillare il contenitore)

- evito soluzioni idrauliche (anche se nelle gru viene adottata questa soluzione) per ragioni di complessità, peso aggiuntivo, sicurezza (pressione dei tubi)

- personalmente ho pensato a degli accelerometri perchè la correzione dev'essere costante. Se l'inclinometro (che non conosco) fornisce la stessa risposta e genera segnali di uscita tali da controllare un motoriduttore / servomotore può andar bene uguale.

 

per rispondere più chiaramente: il contenitore deve stare sempre "in bolla" e per farlo devo limitare al massimo le oscillazioni, quindi (da ignorante) non comprendo la differenza tra oscillazione e inclinazione. ritengo che @Livio Orsini abbia spiegato precisamente a livello fisico il moto a cui è soggetto il contenitore

[Livio Orsini]

Per curiosità, cosa contiene il contenitore? Liquidi? metallo fuso?

 

Dopo quello che ha scritto lukeke nel suo ultimo messaggio sono ancor più convinto che si debba agire contrastando l'accelerazione che subisce il contenitore.

Il servo per il controllo andrebbe posizionato nel fulcro dove è agganciato il contenitore.

[lukeke]

Grazie per la risposta @Livio Orsini. sono contento sia riuscito aspiegarmi.

il contenitore è dimensionato per contenere vari materiali: metelli, legno ecc.

condivido l'utilizzo del servo applicato al fulcro. meccanicamente nessun problema per la realizzazione. adesso per entrare nel vivo del progetto (dal punto di vista elettronico):

- come realizzare il circuito di controllo del servo? plc? micro processore (arduino)?

- consiglio per accelerometro?

- non ho trovato servo a 12 v per applicazioni di questo tipo (tutta roba piccola per applicazioni leggere), consigliate qualche prodotto?

[batta]

6 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Dopo quello che ha scritto lukeke nel suo ultimo messaggio sono ancor più convinto che si debba agire contrastando l'accelerazione che subisce il contenitore.

Io, invece, sono sempre più orientato verso un inclinometro, visto che l'obiettivo è "mantenere il contenitore sempre in bolla", mentre il braccio a U ruota.
Un inclinometro sul carico con un controllo per mantenere l'inclinazione sempre a 0° dovrebbe risolvere il problema.
L'inclinometro potrebbe anche essere piazzato sul braccio stesso, e pilotare il motore in modo da copiare lo setsso angolo del carico rispetto al braccio ad "U".