Автоматическое наклонение кресла на коляске.

[kovmax1806]

Добрый день. Подскажите пожалуйста по технической части. Есть такая внедорожная инвалидная коляска Observer. Там реализовано автоматическое наклонение кресла при наклонении рамы коляски. Хочу реализовать такое же кресло. Подскажите принцип как это устроено. Интересует именно механическая часть. За счет чего происходит наклонение? Что там используется? Электрические актуаторы? Шаговый двигатель? Или какое то мощный серво-мотор?
А также как можно считать наклон в реальном времени? Через гироскоп? Какой модуль для ардуино для этого пойдет?
Спасибо.

[Teodor]

За счет чего происходит наклонение? Что там используется? Электрические актуаторы? Шаговый двигатель? Или какое то мощный серво-мотор?

В колясках для таких задач используют линейные электрические актуаторы, принцип "выдвижного-задвижного стержня", с помощью которого и регулируется угол наклона спинки:


Есть относительно недорогие актуаторы в Китае, но их обычно используют для автоматизации дверей, а поскольку в коляске нагрузка на него будет выше, то неизвестно хватит ли усилия у такого актуатора:
https://ru.aliexpress.com/item/Multi-function-Linear-Actuator-Motor-direct-current-12V-100mm-Stroke-Heavy-Duty-500N/32703144439.html

Много где продаются и специальные актуаторы для колясок, но цены соответствующие:
http://www.ebay.com/itm/Pride-Tilt-Actuator-Linak-model-ACCACTR-1031-H1265-002-1608/282649197225

А также как можно считать наклон в реальном времени? Через гироскоп? Какой модуль для ардуино для этого пойдет?

Гироскоп для этого как раз подойдет. Есть недорогие совмещенные модули 3-х осевого гироскопа + акселерометра. Информации на эту тему очень много.

[kovmax1806]

Спасибо за ответ. Я так понимаю усилие, с которым работает актуатор обозначается в N единицах.
К примеру на актуаторе которые вы посоветовали указано push 6000N, pull 4000N. На втягивание и на толкание разные величины.
Можете подсказать актуатор с какими значениями надо взять чтобы его было достаточно для изменения угла наклона кресла с человеком под 100кг на нем?

Спасибо

[Teodor]

Можете подсказать актуатор с какими значениями надо взять чтобы его было достаточно для изменения угла наклона кресла с человеком под 100кг на нем?

500 N это усилие примерно равноценное подъему 50 кг., но паспортным данным, особенно касательно китайских изделий я бы не стал слепо верить. Думаю, нужен хороший запас, или покупать изначально созданный для этих целей актуатор.

Трудно точно сказать, какое усилие нужно для ваших условий. Это зависит не только от веса человека, но и от степени угла наклона, а также положения коляски в пространстве (и человека на коляске). Тот китайский актуатор вам явно не подойдет. Наверное, стоит поискать технические данные актуаторов, которые используются для ваших задач в Observer или других похожих колясках. Они совершенно точно рассчитаны на большой диапазон нагрузок.

Добавлено: нашел для вас запчасть от Observer, регулирующую наклон сидения, у них это сделано не по принципу линейного актуатора, а как мотор-редуктор. В любом случае, там есть характеристики, можете от них отталкиваться при поисках альтернативы http://o-mp.ru/catalog/1475/27/

[kovmax1806]

А как вы думаете, может для этих целей можно приспособить шаговый двигатель? Он идеально подойдет для заданий точного угла наклона. Только есть ли шаговые двигатели с редукторами?

[Teodor]

А как вы думаете, может для этих целей можно приспособить шаговый двигатель? Он идеально подойдет для заданий точного угла наклона. Только есть ли шаговые двигатели с редукторами?

Я не большой специалист в данной области, но, разве шаговый двигатель может держать под внешним (в вашем случае сильным +100кг) давлением определенный угол не затрачивая при этом энергию? В обычных электромоторах для колясок используют магнитный тормоз (обычно при начале или окончании движения слышен щелчок, это он и есть) – потому что в случае внешнего воздействия иного способа заблокировать движение такого мотора без обратного электрического усилия нет.

[MaF]

К ШД тоже есть тормоза
Применяются на OZ обычно,чтобы при обесточивании ось не упала под своим весом и не натворила чего-того)

[kovmax1806]

Кто может примерно прикинуть, какой крутящий момент надо иметь на валу, чтобы он без труда поворачивал кресло с человеком общий вес 150кг.?

[Ruedel]

Что-бы что-то прикинуть, нужно понимать кинематику этого устройства, знать где расположен ЦТ относительно оси вращения, за какое время привод должен наклонить кресло и т.д. и т.п.

Шаговик, который сможет быстро ворочать такую массу, будет стоить вместе с драйвером дороже коляски.

[kovmax1806]

Тогда остается вариант мотор-редуктора. Мне видится принцип следующий. Гироскоп в режиме реального времени каждые пол секунды шлет данные о угле наклона, как только угол наклона менятся от 0, то даем команду на мотор-редуктор. крутим мотор редуктор пока гироскоп не даст данные опять раные 0.

Тогда опять встает вопрос, как примерно крутящий момент надо иметь на валу мотор-редуктора? к примеру на том же obseerver указа мотор, 300ват, 0.95нм крутяще6го. но это мотора, а передаточное число редуктора не указано

[B.M.V]

[user]kovmax1806[/user], Поставьте обычное автомобильное кресло , со всеми регулировками (можно электро). Спускаетесь , с горки - спинку назад , поднимаетесь - вперёд.  Выше уже  Ruedel написал , про ЦТ и прочее и в том числе про цену .

[Ruedel]

[user]kovmax1806[/user], я бы, на вашем месте, еще плотно задумался о системе управления этой штукой: китайские гироскопы за 2 бакса выдают весьма хаотичные данные, очень много шума, нужно применять сложные алгоритмы фильтрации(у меня получилось снимать более-менее похожие показания используя фильтр Калмана), но и это не гарантирует, что не проскочит случайное отклонение и кресло не выкинет наездника на асфальт. Кроме того, эти гироскопы крайне чувствительны ко всему окружающему, к магнитным полям, броскам питания, статике, ускорениям и т.п.
Проще и правда поставить привод от автомобильного кресла и рычажком наклонять сидение при необходимости.