Сервопривод Робосборщика

Сервопривод на базе бесщёточного двигателя постоянного тока, адаптированный для производства с помощью 3D-печати. Разработан для управления 6-осевым роботом-манипулятором Robossembler Arm, но может использоваться и как самостоятельное изделие в составе других систем. Предусматривается две конструкции статора двигателя: один для изготовления с помощью 3D-печати, другой с помощью листовой электротехнеской стали, нарезаемой на лазерном станке.

Ключевые особенности:

• Высокая мощность (допустимость редуктора)
• Высокая скорость (компенсация наличия редуктора)
• Хорошая динамика (разгон-торможение)
• Возможность электрического тормоза

В состав репозитория включены модели редукторов двух типов для использования в составе сервопривода. Исходные файлы редукторов представлены в директории src/REDUCTOR. В настоящее время основным является прециссирующий редуктор с соотношением 1:43.

Для управления используется универсальная плата-контроллер, которая может быть использована в вариантах исполнения двигателей разных диаметров (на данный момент 50 мм и 70 мм) со сходными характеристиками обмоток. Контроллер управляется через CAN-интерфейс.

Внешний вид

Описание директорий

├── controller/                           # Плата контроллер
│   ├── fw/                               # Исходный код прошивки микроконтроллера
│   │   ├── embed/                        # Инструкция по сборке и загрузке прошивки
│   │   └── test/                         # Тесты для проверки встроенного ПО
│   └── hw/                               # Проект печатной платы контроллера в kicad
├── img/                                  # Изображения для README.md
├── motor/                                # Все файлы сборок и деталей моторов в формате Solidworks
├── reducer/                              # Проекты редукторов в формате Solidworks
├── ros2_environment/                     # Пакеты для управления мотором из ROS 2 с помощью ros2_control
└── tools/                                # Вспомогательное оборудование для тестирования, испытаний
    ├── conductor-for-fasteners-70mm/     # Проект оснастки для вкручивания винтов в пластиковый статор 72мм мотора
    ├── test-reductor-stend/              # Стенд для испытания редуктора
    └── torque-test-stend/                # Стенд для измерения усилия сервопривода

Краткая инструкция по изготовлению

Статор

Для удобства изготовления статоров разработан станок для намотки катушек индуктивности. Исходные файлы для производства станка и инструкции размещены в репозитории gitlab.com/robossembler/cnc/motor-wire-winder.

Сборка

1. Вставить 28 магнитов в ротор
2. Установить подшипник в статор
3. Установить проставку в статор между подшипником и платой
4. Припаять плату к обмоткам (схема обмоток приведена ниже) и установить ее в статор
5. Накрыть плату крышкой
6. Установить фиксирующий шплинт
7. Надеть на сборку статора ротор
8. Подключить разъем программирования XP3 и прошить с помощью ST-Link-совместимого программатора

Фото прототипов

Первый прототип изготовленного печатного мотора диаметром 50мм.

Современная версия привода диаметром 70мм.

Схемы намотки

Двигатель 70мм	Двигатель 50мм