Warum man 400mm/s Actuatoren braucht !

Der Knackpunkt sind imho die schnellen Richtungswechsel bei den Rütteleffekten

Deswegen wären electrische Aktuatoren, auch wenn sie nicht so schnell wie die scn-5 wären, auf jeden Fall ein riesen Sprung nach vorne.

.

Also die Übersetzung Motor>Linearführung verändern

Gruss
Christian

Was ich bisher noch nicht verstanden habe, ist wie die simconmotion actuatoren, die ja offensichtlich Schrittmotoren sind, so schnell agieren können.
Zumindest nach deiner sehr anschaulischen Beschreibung, wie der windows timer die Tasks nacheinander abarbeitet.

Ist es denn unmöglich an einen vergleichbaren controller günstig zu erwerben oder zu basteln?

Hallo zusammen,

nachdem ich das mit eurer Suche nach geeigneten Antrieben mitbekommen habe und der UHU hier erwähnt wird, will ich mal kurz dazu meinen Senf abgeben.

Ich habe erhebliche Zweifel, ob die Spindelkonstrukte wirklich die richtige Lösung sein können. Mit Stepper allemal, denn die bringen weder die nötige Geschwindigkeit, noch die Leistung (400mm/s heißt eben bei 50kg zu hebender Masse 250W mechanische Leistung - Beschleunigungsarbeit noch gar nicht mitgerechnet. Klar kann man da mit Masseausgleich oder Federn arbeiten, trotzdem scheint mir das nicht ideal.

Ich würde die Schaukel mit Zahnriemen antreiben. Das ist kostengünstig, spielarm und leicht realisierbar. Zudem kommt es der Forderung nach einem schnellen Anrieb besser entgegen als eine Spindel. Der einzige Problempunkt ist ein Schutz gehen das Aufwickeln von z.B. langen Haaren. Das ließe sich über eine Hebelkonstruktion und Verlegen des Antriebs in die Bodengruppe elegant lösen. Ein einfacher Riemenschutz tut es vermutlich auch.

Um die Hubarbeit zu minimieren würde ich Luftzylinder (Keine Dämpfer...!) als Unterstützung einsetzen, die statisch mit dem nötigen Druck beaufschlagt werden, der das 'normale' Gewicht des Sitzes kompensiert.

Als Antrieb kommt dann eigentlich alles in Frage was Geschwindigkeit und Drehmoment vereint. Sicher ist ein AC-Servo da der Rolls-Royce und die erste Wahl für solche, die ohnehin einen Jet haben und den Simulator nur zur Belustigung bauen.. Ich meine, ein UHU mit einem guten DC-Motor tut es da genauso gut.

Zu dem an anderer Stelle aufgeführten Risiko einer 'Versorgungslücke' beim UHU nur so viel: Von dem Prozessor habe ich 3.000 Stück verschickt und die Nachfrage ist ungebrochen. Mein für manche merkwürdig aussehende Bierware-Vertriebsmodell war niemals für solche Stückzahlen gedacht und wird in Kürze auch nicht mehr aktiv beworben. Der UHU wird dann ein kommerzielles Produkt, allerdings mit einem Preis der deutlich unter dem der am Markt verfügbaren Alternativen liegt. Ihn nicht mehr anzubieten wäre nicht wirklich eine schlaue Alternative.

Im Übrigen gibt es natürlich Alternativen auch im DC-Bereich, wie z.B. Gecko, JKerr oder Rutex sowie die ICs von National Semiconductors.

Gruß
Uli

@Uli

Von mir auch noch ein 'herzlich Willkommen'!

Wie René schon angeführt hat, benötigen wir nur geringe Kräfte für das simforcegt. Bedenke dass das Modell aus Japan mit den SCN5 Aktuatoren sogar nur 10kgf max bei einer Geschwindigkteit von annähernd null mm/s aufbringt. Die Aktuatoren haben afaik um die 36W - und es reicht immer noch (das Video hatte ich Dir ja unlängst gezeigt)

Falls Du dich nicht mehr erinnern kannst, kannst Du es hier noch einmal sehen:

http://homepage2.nifty.com/seventy4/Sim ... TR_SPA.wmv

Und dazu die Kennlinie der Elektrozylinder:


Jetzt zum Vergleich nochmal die Kennlinie unseres Linearantriebes (die schwarze):


Das ist nicht viel Leistung aber schon mal über das doppelte der Akuatoren, die in dem Video zu sehen sind. Und wie man sehen kann, reicht es aus.

Bis jetzt sind wir aber noch zuversichtlich, das es mit unserem Aktuator funktioniert. Zumindest wenn wir die Steuerung hinbekommen.

Uns scheint nur die enorme Hitzeentwicklung Sorgen zu machen. Ein Testlauf, mit dem von uns entwickelten Aktuator, ist im Moment im Gange.
Hast Du Dir unseren Aktuator schon einmal angeschaut?

Für andere Simulator Designs magst Du aber recht haben.


Das mit dem Riemenantrieb wäre eine Option, aber wir versuchen ein 'cleanes' Design zu verwirklichen, das

1. keine Gefahr für Haar und Leben darstellt,
2. mit einfachen Mitteln Nachzubauen und
3. Wohnzimmertauglich ist (also gut aussieht und leise ist)
4. So wenig Spezialteile wie Möglich benötigt. Bisher ist das einzige Spezialteil der Motor>Führungs-Adapter.
5. keine schweren Gerätschaften wie Schweißgerät oder vergleichbares benötigt, da so viele Leute wie möglich sich solch einen Simulator nachbauen können sollen.

Mit Riemen oder Seilzügen würden wir imho sehr schnell zu Konstruktionen kommen, die erstens gefährlich, zweitens für Otto Normal kaum Nachzubauen (wiel zu aufwendig und kompliziert) sind, und Wohnzimmer- bzw Ehefrauen-untauglich wären
Aber eventuell könnte man für zukünftiege Projekte diese Idee noch einmal aufgreifen.

Aber falls Du da schon was konkretes im Sinn hast, kannst Du ja bei Gelegenheit mal eine Zeichnung machen.


@René

Eine 'Verquickung' funktioniert imho nicht. Vergiss nicht, dass unsere Stepper keine radiale Bewegungen ausführen, sondern linerare.
Wüsste nicht, ob etwas Vergleichbares auch als DC Motor gibt.
Also müsste dann auch ein komplett neuer Aktuator her.
Das geht aber imho auch nicht, da man für einen DC Motor dann Kugelgewindetriebe oder Trapezgewindetriebe bräuchte, die zu teuer sind.

Bei fertigen Aktuatoren müsste widerrum die Übersetzung geändert werden, da diese in der Regel zwar ausreichend Kraft haben, aber zu langsam sind, und das wäre für die meisten Leute ein fast unlösbares Problem.
Außerdem hatten wir Bedenken, ob mit DC Motoren schnelle und präzise Richtungswechsel möglich sein würden, bzw die Kurzschlussströme trotz PWM zu hoch sein könnten.
Und das Schrittmotoren im unteren Drehzahlbereich mehr Drehmoment haben, war auch noch ein Aspekt.
Das war imho der letzte Stand zu DC Motoren.


Gruss
Christian

Hallo Christian,

was ich (leider) gleich vorweg sagen muß: Ich habe nicht die Zeit, in das Thema 'Simulator' wirklich einzusteigen und konstant mitzumachen. Meine wenige Freizeit wird durch mein Engagement im CNC-Forum und mit dem UHU schon ziemlich verkonsumiert. Ich kann also nur Tips aus meiner Sicht geben.

Gegen das 'Wohnimmer-Argument' kann ich nicht viel setzen. Da ist ein fertiger elektrischer Linearaktuator sicher unschlagbar, da er ziemlich berührsicher ist und nicht schmutzt (...auslaufendes Hydrauliköl.....). So eine Lösung ist aber immer mit erheblichen Kosten verbunden, da die benötigten Teile auf dem Gebrauchtmarkt nicht zu bekommen sind.
Eine Idee hier: Linearantriebe für Dachfenster und Rauchabzugsklappen. Die haben oft Kugelumlaufspindeln drin und könnten relativ einfach von meist 240V auf einen Servomotor umgerüstet werden.

Eine Konstruktion mit Zahnriemen (Zahnräder meinte ich eher nicht..) ist immer mit baulichen Aufwänden verbunden die eine gut sortierte Werstatt voraussetzen. Sie bietet aber die Chance, günstige Bauteile einzusetzen und die Konstruktion dem verfügbaren Material anzupassen.
Alternativ könnte man sich Zahnriemen-Linearmodule ansehen, wie sie z.B. Isel bauthttp://www.iselautomation.de/products/category.php?lang=de&ID=c61 . Gerade die schmalen Varianten sind immer wieder in ebay recht günstig zu bekommen, weil sie für CNC Anwendungen nicht steif genug sind. Und da hat man ja auch einen sauberen Aufbau ohne offen zugängliche Riemen oder rotierende Teile.
Letztlich könnte man so was in einer weniger präzisen Variante aber auch selbst aufbauen. Ob man dann einen AC- oder DC-Servo dranhängt, ist ziemlich egal.

Daß es mit den Steppern thermische Probleme gibt, liegt einfach an deren furchtbar schlechtem Wirkungsgrad und dem Umstand, daß auch bei Ruhe immer ein Strom fließt.

Gruß
Uli

PS: Gibt es eigentlich ein Konzept zur Ansteuerung einer Hexapod-Plattform durch den Simulator ? Ich hätte da noch 8 Kugelumlaufspindeln in meinem Spezialitäten-Lager. Die sind 40mm stark, haben eine Steigung von 20mmm und eine Länge von 800mm. Da könnte man schön einen alten Golf als Kabine drauf stellen..... :wink:

Hallo Uli

Das Angebot würde ich gerne annehmen. Da wir nun doch überlegen, Deine UHU zu verwenden, habe ich folgende Fragen:

Du hast das Video des Simulators gesehen, den wir nachzubauen versuchen. Du hast gesehen, wie schnell die Aktuatoren die Drehrichtung ändern, um den Sitz rütteln zu lassen. Das sind einige Richtungswechsel in der Sekunde. Sind diese schnellen Richtungswechsel mit AC/DC Servos möglich?

Dann hat uns noch etwas anderes beschäftigt. Wie reagieren bürstenbehaftete Motoren darauf, wenn sie durch Umpolung eine Richtungsänderung vorgegeben bekommen, der Motor aber aufgrund der Massenträgheit des beschleunigten Gewichtes des Probanden in die entgegengesetzte Richtung weiterdrehen.
Wie verträgt der Motor diese Kurzschlussströme? Oder sollte dann einfach ein stärkerer Motor verwendet werden?

Die Ansteuerung von Multiachsensimulatoren ist ein Feature des kommenden Profilers und befindet sich noch in der Test/Entwicklungsphase. Falls Interesse Deinerseits besteht, könntest Du Dich an Sirnoname wenden.
Zum Konzept: Wenn Du für die Motoren, die verwendet werden, eine Steuerung hast, die man über die serielle Schnittstelle anbinden kann, kannst Du über die USO Schnittstelle der X-Sim Software XYZ Daten bekommen, die dann von deiner Steuerung in Bewegungen umgesetzt werden. Eine direkte Unterstützung Deiner Steuerung, sodass auch FF Effekte verarbeitet werden können, und die Bewegungsprofile im Profiler selbst erstellt werden können, müsstet Du wiederrum auch mit Sirnoname verhandeln.
Ein interessantes Projekt wäre es sicher. So ein Hexapod ist wirklich die Königsklasse unter den Simulatoren

Gruß
Christian

Hallo Christian,

klar kann ein Servo der stark genug ist auch sehr schnelle Bewegungen/Beschleunigungen ausführen. In jedem Fall besser als ein Stepper, es sei denn die Mechanik ist so aufgebaut daß er zum Rütteln nur immer einen Schritt rauf und runter macht.
Beschränkend ist übrigens nicht die Regelung (die könnte auch im kHz-Bereich Lastwechsel steuern), sondern das polare Trägheitsmoment (Schwungmasse) des Ankers im Motor. Grundsätzlich sind hier Motoren immer im Nachteil.
Deshalb werden praktisch alle professionellen Plattformen mit Hydraulik betrieben. Dort kann man nämlich Energie in Druckspeichern vorhalten und unglaubliche Leistungen kurzfristig und fast trägheitsfrei abrufen.
Nur ist das eher nichts für's Wohnzimmer und teuer noch dazu.

Dem Motor ist es ziemlich egal, ob er von Null beschleunigt oder die Drehrichtung umkehrt. Natürlich muß die Steuerung die generatorischen Spannungen und Ströme aushalten. Wenn es über längere Zeit nur immer gleiche Minimalbewegungen des Motors bei höchsten Strömen gibt, tut das dem Kummutator nicht gut und wird dem DC-Motor auf Dauer schaden. Hier ist der AC-Servo sicher im Vorteil.

Die Geschichte mit dem Hexapod war eher akademisch. Ich kann da sicher nicht einsteigen.

Gruß
Uli