Виброизоляция, виброразвязка и демпфирование. Балансировка.
Заранее прошу прощения за копирование, ссылки и указание авторства присутствует. Просьба: дополнять тему только идеями и достижениями без полемики, а то потом не почистим.
Демпфирование ухудшает виброзащитные свойства системы при высокочастотных воздействиях. Слабое демпфирование оказывается в этом случае вполне достаточным. Для гашения интенсивных вибраций и ударных воздействий применяют жесткие, нелинейные и сильно задемпфированные системы. При очень малом значении сухого трения виброзащитные свойства системы могут ухудшиться из-за резонансных явлений, а при очень большом трении они ухудшаются вследствие воздействия силы трения на фундамент. Очевидно, существует некоторая оптимальная сила трения, при которой коэффициент динамичности в резонансных условиях оказывается минимальным. Следовательно, увеличение силы трения в резонансном режиме работы уменьшает максимальную деформацию амортизатора и амплитуду упругой силы.
Википедия
------------------------------------------------------------------------------
www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=17496001&po…
Ray jb92563 пишет:
I was pondering my vibration problem and realized why most of the vibrations solutions work to varying degrees, but never 100%.
Follow this logic for a moment:
-
Vibration originates at the motor/prop and times 3, 4 , 6 etc depending on how many motors you have.
-
The interaction of the vibration of multiple motors can at certain harmonics set up a very big vibration that is the sum of the individual motors vibrations combined. (Maybe explains some of the sudden flips)
-
In order to best utilize foam, rubber, gel, etc dampers you need the mass of the sensors to be closer to or more than the mass of the frame & motors combination and be isolated with dampeners.
The only practical way I can think of doing this it to mount the Arduino, sensors, RX and batteries together as a unit and mount the “Unit” on the frame with the dampeners between the frame and the “Unit”.
-----
Идея от Рэя отличная – сделать единый «юнит» из приемника, мозгов и аккумулятора. За счет этого возрастет масса, что крайне положительно скажется на виброустойчивости! Такой моноблок не будет «колбасить» за счет его инертности. Тогда можно и на резинках подвесить.
------------------------------------------------------------------------
leprud Леонид Запрудский пишет: rcopen.com/forum/f123/topic219648/50 и http://www.boards.auto.ru/isolation/19698.html
-
В данном случае требуется не вибродемпфирование, а виброразвязка. Т.е. материал требуется диаметрально противоположный - который, наоборот, всей своей толщиной ПОЗВОЛЯЕТ двум железкам взаимное перемещение, оказывая этому перемещению МИНИМУМ сопротивления - про моторы.
-
Я уже где-то выкладывал, как я креплю моторы “сквозь” пластикопену. Мотор сидит крепко, не вихляет. А вот вибрации на луче значительно уменьшены по сравнению с прямым креплением на трубу.
-
Кстати, деревянные лучи еще забыли, которые сами по себе неплохой демпфер.
------------------------------------------------------------
В этой теме www.boards.auto.ru/isolation/19698.html также рекомендуют покрыть раму вибропоглощающей мастикой и заполнить трубки пеной\чопиками. Мастику я нашел автомобильную в баллончике для арок – на выходе серая эластичная масса.
-----------------------------------------------------------------
Идеи по борьбе с вибрациями:
- кусок силиконовой трубки, с 2х сторон вставить шляпки болтов и обжать чем-то. Этими стойками прикрепить моторы. Железяки не будут касаться друг друга напрямую.
- отлить из силикона стойки
- подвес, как на FY90 - 4 винта, 4 резинки по углам платы
- пористый полиэтилен ППЭ – фигня. Поролон – отличный демпфер без «отскока».
Трубки-стержни должны работать на изгиб, а не на растяжение-сжатие. Фотоаппарат нужно подвешивать сбоку, а не сверху\снизу.
- За счет того, что 3 или 4 луча одинаковы, в них возникают резонансы. Сделать их параметры различными – недо\перелить пены, например.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Вибрации моторов и их балансировка
rcopen.com/forum/f123/topic156768/1881
rcopen.com/forum/f123/topic156768/1881
Если кратко, то предлагается снимать конкретное значение вибрации: пьезо-пищалкой и милливольтметром, динамиком (микрофоном) и вольтметром или завести в осциллограф или на звуковую карту РС и запустить «осциллограф их аудиокарты». Или балансировать роторы так, чтобы в GUI были минимальные выбросы.
Раз пошла тема про баланс ротора, то нужно знать, куда клеить скотч. Идею озвучил virtex Владимир Рубан - снимать сигналы с 3х фаз ESC. Я сталкивался, как снимают сигналы с выхода генератора для индукционной плавки: на его толстые медные шины одевают ферриты с парой витков тонких проводов. Получается трансформатор, на вторичной обмотке ток и напряжение небольшие - их заводят в осциллограф. Примерно так же можно снять с ESC - сделать пару витков из его 3х толстых проводов, прижать к ним небольшие катушки и снимать с них ЭДС. Если ШИМ в ESC 8\16 КГц, то, может, и звуковая карта справится.
Итого: есть сигналы с 3х фаз и сигналы с вибродатчика. Заводим в черный ящик, на выходе получаем импульсы для стробоскопа (яркий светодиод). Калибруем и балансируем моторы за пару минут. Вопросы: что в черном ящике, для всех ли моторов будет работать без дополнительной калибровки, как сильно будет “плавать” освещенный сектор (может, разрешения хватит только на полротора с метками “1” или “2”).
-------------------------------------------
Балансировка мотора выполняется армированным скотчем или что попало под руку.
Видео по балансировке:
Texnik
Вариации с пропеллерами и моторами – тысячи их:
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Как спасти ITG3205 в WM+ от вибрации
wbb.multiwii.com/viewtopic.php?f=6&t=27
Если кратко, сверхчувствительность устраняется так:
gyroADC[PITCH] = - ( ((rawADC_WMP[4]>>2)<<8) + rawADC_WMP[1] )/3;
gyroADC[ROLL] = - ( ((rawADC_WMP[5]>>2)<<8) + rawADC_WMP[2] )/3;
gyroADC[YAW] = - ( ((rawADC_WMP[3]>>2)<<8) + rawADC_WMP[0] )/3;
Делитель выбирают в диапазоне 2…6 индивидуально (Я делю на 4).
------------------------------------------------------------------------------
Мой текущий проект: 2 луча из дерева (11*11 мм квадрат из Хоум), 1 луч консольный привод сервы из стеклопластиковой трубки. Единый модуль акк+мозги+RX на подвесе. Моторы через силиконовую виброразвязку. Кстати, навыки полета никакие, будет смешно в первый же раз разбить все свои труды:lol:
Просьба: дополнять тему только идеями и достижениями без полемики, а то потом не почистим.
Хобби-компании часто предлагают бутерброды из “пористый материал - металлическая пластина - пористый материал”, склеенные между собой. Пластина за счет инерции гасит часть вибраций, не давая гироскопу быстро менять свое положение.
ненене … это нерботает проверяли здесь уже =) если у вас мозг отделён от приводов (не достаточно жостко) небоитесь то что оси поплывут ? а резонанса небоитесь ?
ненене … это нерботает проверяли здесь уже =)
чего именно не работает то? ))
мой рецепт проще: скрупулезный баланс пропеллеров и роторов, лучи соединяются с центральной рамой через двухсторонний скотч типа 3M и винты не проходят насквозь трубок, а охватывают трубки с боков, причем затяну не так чтобы очень сильно, скотч и так держит отлично трубки, плата с мозгами крепится к центральной плате винтами M3 через кусочки резиновых трубок, сами датчики тупо приклеены на вспененную штуку от ХК 4мм. И у меня нет проблем с вибрацией.
если у вас мозг отделён от приводов (не достаточно жостко) небоитесь то что оси поплывут ? а резонанса небоитесь ?
-
Если подвес будет “сопливый”, то, однозначно, будут плыть оси во время резких движений коптера. Именно поэтому многие жестко крепят мозги и отмечают адекватное поведение аппарата. Как говорит Вики "“При очень малом значении сухого трения виброзащитные свойства системы могут ухудшиться из-за резонансных явлений, а при очень большом трении они ухудшаются вследствие воздействия силы трения на фундамент. Очевидно, существует некоторая оптимальная сила трения” - нужно подобрать такой подвес, чтобы и не раскачивало и не резонировало из-за мягкости и слабого демпфирования, но и не передавало вибрации из-за жесткости. В этом плане резинки подвеса FY90 интересно смотрятся - в каждом углу получается 4 резиновых нитки с перехлестами: и тянется хорошо, и демпфирует за счет трения резинок друг о друга.
-
Резонанс будет всегда на какой-то частоте, зависит от массы “юнита”. На данный момент у меня на поролоне стоит очень легкая коробочка с мозгами - она резонирует на частоте, при которой коптер медленно взлетает.
--------------------
Собственная частота колебательной системы w0 = SQRT(k/m), где k -жесткость подвеса, m - масса подвешенного тела. Больше масса “юнита” - ниже частота резонанса. Думаю, она будет ниже, чем частота вибраций от моторов. Значит, можно подвес сделать немного жестче, чтобы “юнит” не плавал во время рывков коптера.
лично я бы связал аксели+ гиры с акб в массивный элемент далее подвешивал его но при этом следует исключить крутки
Итак, 2 луча из клееной деревянной рейки 10*10мм, задний луч - консоль из стеклопластиковой трубки. Лучи сходятся на дюралевый треугольник. Моторы крепятся винтами через акриловую липкую ленту 2мм. В центре приклеена пластина поролона толщиной 2см, на него - мозги. Провода многожильные, мягкие. Моторы+винты отбалансированы. Вибрации в полете незначительные, в GUI колебания коптера имеют значительно больший масштаб, чем вибрации. Поролон - хорошая виброразвязка и отлично демпфирует, не “сопливый”. В отличие от резинок, не генерирует колебания.
такс ребята а кто что думает нащёт упругих (вертикально) узлов связи луч - платформа может быть сгибающиеся узлы с пружинами ? …
Владимир, пружина должна быть с демпфером (например, пружина в силиконовой трубке), иначе будет раскачиваться. Лучше лучи прикрепить к платформе жестко (масса рамы большая), а моторы виброизолировать от рамы (масса небольшая). В планах экспериментальное литье мотормаунта из силикона.
модулем с пружиной я скорее хотел снять не мелкие вибрации … а рывки
с мото маунтом из силикона вектор тяги поплывёт и опятьже крутки будут
Мозги на гелевых резинках из CD\DVD привода rcopen.com/forum/f123/topic226087/41
“Пузырчатый” полиэтилен в качестве демпфера rcopen.com/forum/f123/topic226087/46
Решил я попробовать еще один способ балансировки двигателей - лазерный.
Точнее оптический.
Берем луч коптера с установленным мотором. Зажимаем его через полоски двустороннего скотча (можно полоски резины) в тиски.
На луч прикрепляем маленькое зеркальце. Я вырезал из блина убитого винчестера (можно и обычное - на стекле) и примотал его изолентой.
На фото - темный прямоугольник рядом с мотором.
Теперь берем лазер, точнее лазерную указку и направляем свет от нее на зеркальце. Так , чтобы отраженный луч спроцировался на стену или на любой ровный предмет. На стене можно заранее укрепить лист бумаги со шкалой, для удобства измерений.
Далее запускаем мотор и смотрим, как на стене, вместо неподвижной точки образуется некая фигура.
Чем сильней дисбаланс у мотора, тем больше по размеру будет это световое пятно.
Далее, как обычно, одеваем на мотор капроновую стяжку и запускаем мотор. Поворачивая стяжку и запуская мотор после каждого поворота, добиваемся, чтобы световое пятно на стене приобрело вид максимально похожий на точку.
Как только это удалось, отмечаем где в этот момент находился замок стяжки. Стяжку снимаем, а на место расположения замка наклеиваем кусочки скотча.
Балансировка закончена!
Грамотно. А то так в лом бывает разбирать… не всегда же все пргоняешь через балансировку, оставляя на потом.
Есть предположение, что таким образом можно будет балансировать движок прямо вместе с винтом.
А может и винт небалансированный использовать в качестве балансира для мотора. Т.е. поворачивая винт на оси движка, добиваться взаимной компенсации дисбалансов мотора и винта.
Но эту гипотезу надо еще проверять.
Александр крут нереально 😃 а кто знает, какое питание нужно подавать на лазер из указки? А то у меня сам модуль есть, а какое питание на него подавать я не в курсе…
У меня в указке стоят три часовые батарейки LR41
Т.е. напряжение 4,5в
Только гасящий резистор нужен, напрямую от 4.5В лазерный диод проработает недолго.
Кстати, чем дальше будет стена на которую проецируется изображение, тем точность измерений будет выше.
В моем опыте, от мотора до стенки было около 3 метров.
Александр - прекрасный опыт, спасибо что поделились) Просто и гениально 😉
Особливо интересна гипотеза про совместную балансировку мотора и винта - попробую обязательно!! Спасибо!
Есть предположение, что таким образом можно будет балансировать движок прямо вместе с винтом.
А может и винт небалансированный использовать в качестве балансира для мотора. Т.е. поворачивая винт на оси движка, добиваться взаимной компенсации дисбалансов мотора и винта.
Но эту гипотезу надо еще проверять.
Вот так делать нельзя из следующих соображений. (о балансировке в связке двигатель+винт на начальном этапе)
- Пропеллеры часто меняем и иногда по растяпству плохо затягиваем. И даже метки забудем поставить.😉 Это уж как пить дать.
- Дисбаланс винтов , как правило, намного выше чем роторов движков.
Следовательно в начале все по отдельности, ну а уж потом для подгонки до идеала можно и вместе их покрутить таким вот способом.
И главное на лучах это делается также хорошо. Но двигатели запускаем естественно по одному.
Еще раз спасибо, Александр, за идею и ее предложение. Вы просто облегчили путь к совершенству для поспешных и ленивых.
Только уважаемые коллеги, не забываем мультилет хорошо укрепить, что бы не брыкнулся.
Да пожалуйста!😁
Вообще про связку мотор-винт, это была всего лишь гипотеза…
Проскочила еще мысля на тему: прицепить зеркальце на плату с “мозгами” коптера и используя “лазерный” метод подбирать жесткость демпферов для наилучшей виброразвязки.
Но это тоже надо будет проверять.
Вот дособеру квадрик свой, тогда может и попробую.
Это тоже мысль!!! Но потом придется так и летать с зеркальцем. Но тоже интересно. Ваш метод можно применять везде в нашем хобби . Так и назовем - проверка на вибрацию МЕТОДОМ ЛЕВИЦКОГО.
Пьезометод тоже не плох. Но как говорят чем больше, тем лучше. Еще раз спасибо за такую идею.
Т.е. поворачивая винт на оси движка, добиваться взаимной компенсации дисбалансов мотора и винта.
Но эту гипотезу надо еще проверять.
Да Саша это работает я тоже так делаю. Также для балансировки я использую скотч металлезированый т.е фольгированный .
Вчера попробывал отбалансировать моторы по методу Левицкого, метод отличный, сразу видно хороший мотор (или подшипник в нем) или нет, но вывод главный другой: хрена не балансируются моторы 😃 клей скотч, не клей, это надо быть конечно настройщиком пианино, чтобы ощутить разницу между “так наклеил, а так еще лучше”. Так что граждане изначально интересуйтесь перед покупкой моторов как они в плане вибрации…
Попробовал новый способ виброизоляции для сенсоров:
полоска самоклейки для гироскопов (3M), полоса абсорбирующего геля от Align, и еще одна полоса самоклейки для гироскопов. (все это по полоске с двух краев от Seeeduino)
Результат - офигенный.
Вчера тоже балансировал движки лазерным методом.
Два потребовали стопку металлизированного скотча толщиной 6 слоев и размером 5х5мм
Третий потребовал стопку из 12(!) слоев. Решил, что это перебор и попробовал провести предварительную балансировку вращая на валу аддаптер пропеллера.
Когда это сделал, то пришлось на моторчик наклеить всего два кусочка скотча.
А четвертый мотор, вообще только одним адаптером винта получилось отбалансировать.
Вся процедура заняла минут 40.