Прототип вилочной монтировки и ферменной конструкции телескопа из трубок

[AleksSlt]

  В этой теме  буду публиковать сообщения о ходе  постройки   монтировки на трубках  с применением линейного  электрического актуатора. За основную управляющую электронику взята "голова" от МЕАД LX200 GPS. Штатный телескоп, на HEQ 5 установлен, а "вилка" от него, годами  простаивала без дела. Поэтому решил её немного переделать и построить на ее основе вот такой вот Прототип вилочной монтировки с линейным актуатором по оси DEC.  О самом актуаторе. Ход штока 200 мм, 12 вольт, скорость хода штока 5 мм в секунду. Установлены конечные выключатели ограничения хода штока, максимальная нагрузка на шток 1500 ньютон (150 килограмм). По установке на изделие, с актуатором особых проблем не возникло. А вот с синхронизацией актуатора со "звездным наведением ", пришлось повозится.   Как написал выше, скорость штока 5 мм в секунду. Это достаточно медленно для ускоренного наведения и перемещения , но и огромный плюс по точности. В итоге, подобрал опытным путем длину качалки  и тяги. Конечно , не устраивает, что плечо силы очень короткое, но по другому не получится. Электроника и ее "программа" являются "константой".  По звездной карте , наводится очень хорошо. Точно.  Пока непосредственно по небу не испытывал еще. Монтировка достаточно громоздкая чтобы выносить из квартиры. Поработаю с компьютерным имитированием "полевых условий". Электронная начинка со всевозможными датчиками и GPS позволяет провести полноценное "цеховое испытание" со  100% имитированием звездного неба.  В целом, конструкцией очень доволен,   приходилось неоднократно перемещать и нареканий на "механическую не прочность " нет и быть не может.  И главный плюс. Разборная конструкция "до винтика". А детали равномерно распределены по всей конструкции так, что балансировка что называется в "ноль".  Удобно при поездке куда либо. (Правда будет сложно объяснять полицейским назначение полуметровых трубок в таком количестве )  Собирается и разбирается за час.

Добавил по просьбе ТС.

http://www.youtube.com/watch?v=a33MWNzRcEk#
http://www.youtube.com/watch?v=Su4g9b6-7sQ#
http://www.youtube.com/watch?v=6Jo-ZykFDTk#
http://www.youtube.com/watch?v=NIPZY8xMo1Y#

Вот что получается :
 http://www.youtube.com/watch?v=-Nkf3OuOxXw#   

[библиограф]

Пока непосредственно по небу не испытывал еще. Монтировка достаточно громоздкая чтобы выносить из квартиры

Я уже приводил в смежной теме гравюру Уильяма Хогарта из серии Rake's progress
 (Карьера распутника)
Среди сумасшедших в Бедламе -  безумного портного с мерной лентой, императора, епископа -
выделяется фигура Безумного Астронома с картонной трубой.
Также интересны фигуры двух элегантно одетых дам - до начала XVIII века в Бедлам пускали посетителей, посмотреть на сумасшедших.
Все себя узнали?

[Грехов Михаил]

О да... Не прошло и полгода. "Астрокомплекс "Краснодар" 2.0" - трубно-фермные страдания..... 

[ysdanko]

А вот с синхронизацией актуатора со "звездным наведением ", пришлось повозится.

Наведение это хорошо. Хотелось бы услышать конкретные цифры о точности наведения?
И что там по поводу точности скорости ведения за звездочкой? Пять миллиметров в секунду там вроде бы совершенно не в тему. Способен ваш линейный актуатор отслеживать суточную скорость вращения небосвода? И если да, то с какой точностью???

А вот с синхронизацией актуатора со "звездным наведением ", пришлось повозится.   Как написал выше, скорость штока 5 мм в секунду. Это достаточно медленно для ускоренного наведения и перемещения , но и огромный плюс по точности.

В каких единицах вы оценивали эту точность  какими методами и  приборами???

По звездной карте , наводится очень хорошо. Точно.  Пока непосредственно по небу не испытывал еще.

В таком случае, чем подкреплены ваши утверждения о точности, если по небу вы устройство не испытывали?

Электронная начинка со всевозможными датчиками и GPS позволяет провести полноценное "цеховое испытание" со  100% имитированием звездного неба.

Что означает «имитировать»? Некоторые барышни вот то же имитируют оргазм, но в реалии это никакого отношения к полноценному сексу не имеет.

И главный плюс. Разборная конструкция "до винтика". А детали равномерно распределены по всей конструкции так, что балансировка что называется в "ноль".  Удобно при поездке куда либо.

И видимо по этому вы эту конструкцию не можете вынести даже за порог дома, чтобы испытать ее по реальному небу. Читаем ваше же, но чуть выше…

Монтировка достаточно громоздкая чтобы выносить из квартиры.

?
..........

И главный плюс. ……Собирается и разбирается за час.

Сомнительно…Ведь только в одной траверсе около 40 (сорока!!!!) клемных соединений (см. рисунок), которые требуют одинакового усилия затяжки (соединение на трении) и точного позиционирования их установки, дабы сохранить геометрию девайса….

 А сколько этих соединений в перьях вилки и в самой трубе???

[AleksSlt]

А сколько этих соединений в перьях вилки и в самой трубе???

168 точек соединения. 82 на самой монтировке и остальные 86 на "трубе". Кстати  еще нужно 48 соединений добавить, вы же хотели видеть настоящую классическую ферму Серюрье, а не "РЕТРАК" вариант.  .   

хочу попробовать еще вот такую схему подъема. пока не знаю, будет ли эффективнее в плане нагрузок и надежности.  Что  скажете ,  специалисты механики ?

[ysdanko]

и остальные 86 на "трубе". Кстати  еще нужно 48 соединений добавить, вы же хотели видеть настоящую классическую ферму Серюрье, а "РЕТРАК" вариант.  .

У классической фермы 32 шарнирных соединения. (см рисунок) Так что ваш "Ретрак" даже близко не родственник. И все по тому, что конструктив, который вы используете (клемные соединения, см. второй рисунок)  имеет возможность соединять детали исключительно только под прямым углом. Отсюда  избыточность деталей и связанная с этим не оптимальность конструкции.

[AleksSlt]

возможно, а у меня вот так. со временем может и  проще сделаю .

[AleksSlt]

В каких единицах вы оценивали эту точность  какими методами и  приборами???

я не "оценивал" .  такты импульсов считает бортовая электроника , считывая параметры с оптических энкодеров и датчиков Холла    всего то на всего. Повторюсь таки , используется вся   электроника монтировки LX200 GPS  полностью. Единственно, что добавил в "помощь" это силовой модуль на LM298 из проектов Ардуино.  Если совсем интересно то описание энкодера тут

https://www.usdigital.com/products/discontinued/E4P
https://cdn.usdigital.com/assets/datasheets/E4P_datasheet.pdf?k=637333036241381444


А с линейным актуатором все просто.  Зная положение Полярной звезды . ( в моем случае это 45 градусов Северной Широты, измерил вылет штока от нижнего конечного выключателя. Умножил на "два" . Получил точную длину вылета  шока "горизонт зенит". В принципе это аналог "механизма Гамона, но в  электрифицированном варианте.

На фото, штатный электропривод с обратной связью от LX200GPS. На оси DEC, такой же  электропривод выполняет роль "следящей системы" с обратной связью, подключен через Motor Shield на LM298 к линейному актуатору.  Motor Shield не только  выполняет роль силового ключа, но и "повторителя" для ШИМ.  Полярная на 45 градусах,  актуатор точно выполняет наведение и даже "доводку". Скорость регулируется по ШИМ. как и положено.  С электроникой давно разобрался, а вот с механикой пока есть сложности из за маленького плеча. Скорее всего закажу  еще один актуатор, но с большей скоростью подачи. На точность это не повлияет.  5мм в секунду  хорошо при  сопровождении цели, но  проблема с качалками, очень маленькие. На фокусировочном узле этот актуатор (с 5 мм в секунду максимальная подача штока),  будет хорошим приводом.
Для тех кто не знает термин "качалка"    http://www.aviaslovar.ru/362-kachalka.html речь об этой "детальке" 

[AleksSlt]

получается вот такое вот "приспособление" для комплекта оптики с диаметрами "труб" от 50 мм до 520 мм.
Пока не получается с актуатором. Проблема возникла с синхронизацией при наведении из за  низкой максимальной скорости подачи штока. Но в целом , актуатор работает очень точно и отсутствие "детской болезни" под названием "люфт червячной передачи". Так что заказал другой актуатор с более высокой скоростью. Что позволит увеличить длину рычага, и значительно ослабить усилие на шток. А пока поработаю со "штатной" червячной передачей по DEC.

Не знаю я пока как  с "оптикой " разобраться. 203 мм ШК у меня есть,  а  все что меньше 400 мм мне не интересно  .

[ysdanko]

Так что заказал другой актуатор

Потом вы выясните, что простой рычаг это вовсе не механизм Гаммона

В принципе это аналог "механизма Гамона,

и имеет переменную угловую скорость при равномерном движении штока. И придете к очевидному выводу, что электроника Мида совершенно не подходит для этого механизма (линейного актуатора), так как рассчитана на работу с червячным приводом. Для которого закон изменения скорости выходного звена от входного совершенно другой, чем для примитивного рычага. Придется отказаться либо от мидовской электроники, либо от актуатора либо писать собственную прогу для управления рычагом от мидовского девайса…

[Пецык Алексей]

Вощем впереди масса интересного и увлекательного! 

Хотя если говорить о ведении в пределах 5 минут времени, то для визуала и актуатор наверное справится. А вот от автонаведения придется отказаться.

[AleksSlt]

да все   там нормально,  классический механизм выпуска  элеронов или поворота рулей направления.  уперся "чисто в механику" и  в "жесткое закрепление". А вот применение электроники очень даже отлично получилось.  По сути, вы линейную скорость, переводите в угловую скорость. При 5 мм в секунду, плечо рычага  получилось  в 30 мм. Вы снова задаете вопрос: "а как я определил, что точно наведено на звезду" . Полярная звезда  на моей широте под углом в 45 градусов. На лимбе,  при наведении  "на Полярную" я должен  увидеть угол наклона в 45 градусов. Все это выполняется , но уперся в "надежность" механических соединений.  Пока с этим  сложно. и ищу решение проблемы чисто технического характера. Что касается электроники.  Актуатор тоже червячная передача , только с линейным перемещением. Преобразовать в угловое перемещение с помощью качалок  не так сложно. С именно этим актуатором, сложность в маленьком рычаге и как следствие большое усилие на шток. что мне и не нравится.  Получается примерно так. Есть еще пара вариантов. Попробую и их. Другой Актуатор, тоже наверное пару месяцев, как этот будет "ехать" (надеюсь не из Австралии как этот ) . потренируюсь пока на этом. Наводится точно по датчикам.
 Механизм Гамона. Это же устройство преобразующее линейное перемещение в угловое.
Ок,   запишу таки видео  с лимбом шкалы,  и посмотрите , что актуатор  отлично подходит, только нужно правильно посчитать угловое перемещение точки зацепления.  То есть расстояние точки зацепления рычага и актуатора от центра оси вращения,  примерно равно  диаметру зубчатого колеса.

[AleksSlt]

А вот от автонаведения придется отказаться.

Тем и интересна задача , чтобы  не отказываться от  всего , что предоставляет электроника к тому же, на "мидовской электронике" не заморачиваюсь, так как мне более  интереснее селестроновская, у нее   с компьютером более "тесное содружество".

[ysdanko]

Механизм Гамона. Это же устройство преобразующее линейное перемещение в угловое.

Равномерное линейное перемещение в равномерное угловое. А это большая разница, чем просто "линейное перемещение в угловое".
 Чтобы обеспечить условие равномерной скорости в механизме Гамона специальным образом профилируется, как кулачок, так и рычаг.

Актуатор тоже червячная передача ,

Винтовая...
 Но это не столь важно. Важен именно закон изменения скорости выходного звена при равномерном вращении входного. В червячной передаче  он линейный. В рычажной не линейный при этом не имеет значения каким образом вы движете рычаг, с помощью червячного мидовского привода или линейного актуатора.
 Так как, что бы обеспечить равномерную угловую скорость рычажной передачи необходимо менять скорость рычага в зависимости от его положения, (а в вашем случае скорость штока актуатора) по определенному закону, отличному от линейного, который обеспечивает мидовская электроника на червячном приводе.

[AleksSlt]

разумеется всё это так Вот , примерный механизм.  На него пока и "опираюсь"

[ysdanko]

"а как я определил, что точно наведено на звезду" . Полярная звезда  на моей широте под углом в 45 градусов. На лимбе,  при наведении  "на Полярную" я должен  увидеть угол наклона в 45 градусов.

Ну вот хоть какая-то цифра, связанная с точностью. То есть, точность наведения своей монтировки, вы оцениваете по нарисованному лимбу. А это +/- половина деления шкалы. То есть ошибка вашей методики 1 градус .

[AleksSlt]

Ну вот хоть какая-то цифра, связанная с точностью. То есть, точность наведения своей монтировки, вы оцениваете по нарисованному лимбу. А это +/- половина деления шкалы. То есть ошибка вашей методики 1 градус .

  ну не знаю,  я смотрю по данным пульта, там координаты выдает. Разумеется, пока с лимбом контроль. а вот сам актуатор очень точно работает,  я уже по штангенциркулю "десятки " отмечаю.
Да методика проста.  Самое "сложное " было  вычислить  точку "зацепления". Оказалось, она равна радиусу зубчатого колеса ЧП.  Так, что точность вылета штока , соответствует точности энкодеров.   Все остальное, да , механика, не хуже чем на какой нибудь "ручной " EQ 2.   Визуально наблюдаю и на пульте и на лимбе.  Тем более на пульте выдает координаты  считываемые с энкодеров.  найду способ нормально закрепить , разумеется на видео запишу  весь процесс режима настройки .  а чтобы на улицу выносить ,  уже готовим пикап

[ysdanko]

ну не знаю,   я смотрю по данным пульта, там координаты выдает. Разумеется, пока с лимбом контроль. а вот сам актуатор очень точно работает,  я уже по штангенциркулю "десятки " отмечаю.

Да хоть нанометры отмечайте...Погрешность ваших измерений определяется "линейкой" - лимбом монтировки. О она +/- половина минимального деления шкалы.
 Ну а координаты, что вам выдает пульт никакого отношения к этому не имеют, так как у вас нет возможности провести калибровку устройства по реальному небу. Это же очевидные вещи, доступные для понимания любому, хотя бы немного разбирающемуся в технике и методах измерения физических величин.

[AleksSlt]

Ну а координаты, что вам выдает пульт никакого отношения к этому не имеют, так как у вас нет возможности провести калибровку устройства по реальному небу. Это же очевидные вещи, доступные для понимания любому, хотя бы немного разбирающемуся в технике и методах измерения физических величин.

еще как имеют, энкодеры для этого установлены.  У меня нет ни малейшего сомнения,  если я дам команду навестись на Вегу. Монтировка наведётся  точно. Исходя из подсчета тактов и ипульсов получаемые с энкодеров в компьютер монтировки.  Установленный GPS модуль, считаю точным маркером привязки. Тоже очевидные вещи, доступные для понимания любому, хотя бы немного разбирающемуся в технике и методах измерения физических величин

[ysdanko]

У меня нет ни малейшего сомнения,  если я дам команду навестись на Вегу

Ну так продемонстрируй. В чем проблемы? Тем более, что ты утверждаеш, что твоя конструкция собирается и разбирается за час   

Собирается и разбирается за час.