Моторизованный дисплей... самодельный (часть 2)

Продолжая тему... самодельного моторизованного автомобильного дисплея 

или 

как делать нельзя.

Шел год 2009... (начало http://thecreativehell.blogspot.com/2010/03/blog-post.html)

Немного погуглив на тему рисования живой механики, на слуху у меня осталось два названия Autodesk Inventor и SolidWorks. Ну а дальше, в сети нашлись довольно удачные видео уроки по инвентору, и выбор был сделан. Эти пакеты хороши тем, что позволяют виртуально отладить всю кинематику, т.е. нарисовав все составляющие детали (3D) и соединив их между собой определенным образом (например, шарнир, заделка, скольжение и т.п.), можно увидеть конструкцию в движении, а если что-то где-то задевает, это легко выследить.

Был смоделирован первый вариант механизма, описанный в первой части опуса, который там же был выполнен в пластмассе. После моделирования было ясно, никакими ухищрениями уместить всю механику в консоли не выйдет. Надо было искать принципиально другой путь. После некоторых мучений и кучи изрисованной бумаги, он был найден.
В основе нового механизма лежал складывающийся "параллелограмм". Суть в том, что боковые стороны при сложении поворачиваются на 90 градусов.

Т.е. надо как-то сложить параллелограмм к стороне которого привязана матрица дисплея. Как повернуть матрицу дисплея теперь ясно. Для складывания требуется привязать одну из точек параллелограмма к определенной траектории, тогда момент и время разворота матрицы будут определяться этой траекторией. Так появились жесткие цельные боковины с прорезями, по которым должна была перемещаться точка параллелограмма.
Выдвигаться и складываться должно было так:

Впереди была работа с железом. В качестве материала для изготовления всех деталей было выбрано железо из которого сделаны компьютерные системные блоки. Оно достаточно мягкое для обработки и доступное в определенных кругах :) Боковины соединены несколькими шпильками. Каркас обещал быть достаточно жестким и обещания свои сдержал.

Привод - винтовая передача, т.е. вращающаяся шпилька, на которой сидит застопоренная гайка, которая и толкает "каретку".

Каркас механизма моторизованного дисплея. Железо. Дремел., 2009 г.

Самая сложная деталь для изготовления - рамка под матрицу. Сложная граница, много вырезов и... согнутых под 90 градусов поверхностей! вот уж не думал что будет так непросто с этим.

Тут кончился текст, написанный более полутора лет назад. Все это время железо собирало пыль на шкафу, а воспоминания о проделанной работе постепенно затухали. Теперь уже не буду слишком подробно все расписывать, картинки и фотографии скажут за себя сами. Тяжелее всего дались видео из инвентора.

Конструкция "в сборе". Отличий от смоделированного не много, кое-где мягкое железо заменено на алюминий, добавлена шпилька-распорка на подвижной части, немного изменена конструкция параллелограмма, который теперь вообще трудно разглядеть, но он там есть :)

Так же была добавлена пружина, чтобы уравнять усилие на подъем рамки и на ее опускание, с установленной матрицей дисплея.

Ниже видео виртуального "разбора"

Что же в итоге получилось... получилась конструкция очень чувствительная к люфтам и перекосам, а избавиться от них практически невозможно, уж точно без сверлильного станка и лазерного резчика по металлу ))

В целом, на определенном этапе, рамка без матрицы могла выдвигаться и складываться без помощи рук. НО с матрицей все было совсем плохо, из-за ее веса, все что могло гнуться гнулось, остальное перекашивалось, прямой участок преодолеть еще можно было, но на подъеме все гарантированно клинило. Необходимо было многократно снижать усилие на подъем матрицы, добавленная позже пружина, которую можно видеть на фотографиях, ничего не решала. Чтобы снизить усилие, нужны другие соотношения длин сторон параллелограмма и меньший угол наклонной части направляющего паза. А вообще надо было посчитать усилие заранее, чего я и не сделал. В итоге получился отличный пример как делать нельзя.

Основное зло исходило от: 

• запредельное усилие на подъем: врожденное свойство конструкции;
• люфтов в паралеллограмме: побороть вообщем можно;
• люфтов в направляющим пазу: не устранимо;
• люфтов каретки на приводной шпильке: в принципе, тоже поправимо, если добавить направляющие по краям, напрашивается что-то вроде полого цилиндра по гладкой шпильке.

Редуктор "в поле". В целом получился рабочий, движок от сервопривода автомобильного дверного замка. Шестеренки из проигрывателя CD дисков, из механизма выдвижения каретки.

Пружина!

Сложенное состояние

Параллелограмм не узнать, но он там есть...

 Слева - "устройство компенсации веса матрицы", справа - вид снизу на движок и крепление шестерни.

Слева - то, что приводит все в движение, а именно - зажатая гайка.

Редуктор - фас

И наконец, видео работы механизма в реальности. Спустя полтора года он еще ездит, но уже не так, присутствует монтаж, в паре мест ускорено.

Видео из раннего, езда каретки по двум напильникам, редуктор первой версии, движок от какого-то магнитофона:

P.S.

Несмотря на то, что вроде как ничего не вышло, опыт очень полезный - совсем по-другому смотришь на механизмы, которые работают. О потраченном времени совсем не жалею и всем советую))

P.P.S. И еще раз снимаю шляпу перед теми, у кого все получилось:

http://www.pccar.ru/showthread.php?t=1394