Принцип работы рулевого механизма. Учебное пособие по созданию 3D-анимации. Демонстрация разборки внутренней структуры.

Вы когда-нибудь сталкивались с такой ситуацией: вы нашли многосервоприводобучающие программы по управлению в Интернете, но вы все еще в замешательстве, прочитав их. Особенно когда хочешь понять, как это устроено внутри, всегда чувствуешь, что между вами лежит слой пелены? Я хочу создавать какие-нибудь креативные продукты, например роботизированные суставы или умные автомобили, но меня разочаровывает, когда я думаю о понимании внутренних принципов. На самом деле не волнуйтесь, используя анимацию для «разборки» принципа работысервопривод, это дело гораздо проще, чем вы думаете.

Зачем нужно делать анимацию?

Просто смотреть на принципиальную схему и текстовое описание действительно довольно скучно, особенно для таких друзей, как мы, которые только начинают или хотят быстро применить это. Как эти импульсные сигналы преобразуются в углы поворота и как взаимодействует зубчатая передача, представить себе действительно сложно. Создание анимации — это другое. Он может напрямую превращать невидимые и неосязаемые электрические сигналы, такие как ключевая волна ШИМ, в видимые действия. Таким образом, вы можете не только знать, «как»сервоприводделает это, но также по-настоящему понимает, «почему он это делает». Если в будущем вы столкнетесь с ситуацией, когда сервопривод непослушен, вы будете знать об этом в уме, а не вносить случайные корректировки.

Первым делом нужно разобрать рулевой механизм на восемь частей и разобраться.

Прежде чем заняться анимацией, мы должны сначала понять свои навыки. Вам необходимо проверить базовый состав сервопривода, который в основном состоит из трех частей: двигателя постоянного тока, редуктора и переменного резистора (то есть потенциометра), отвечающего за определение положения. Найдите в Интернете фотографии разборки в высоком разрешении или просто купите дешевый сервопривод и разберите его (будьте осторожны, чтобы не повредить шестерни). Помнить, как выглядит каждая часть и как они сочетаются друг с другом, — это все равно, что накладывать грим актеру перед съемками фильма. Это самый основной шаг.

Какие инструменты используются для создания этого набора анимаций?

Если рабочий хочет хорошо выполнять свою работу, он должен сначала заточить свои инструменты. Нам, обычным людям, нет необходимости изучать эти особенно сложные профессиональные программы для анимации, порог слишком высок. Вы можете попробовать, это совершенно бесплатно, в Интернете есть множество обучающих программ. Альтернативно вы можете использовать PPT. Хотя вы не можете создать особенно сложную физическую симуляцию, взаимосвязь между управляющими сигналами и углом поворота четко объясняется посредством покадровой анимации и простых изменений формы. Эффекта достаточно для ознакомительного понимания. Главное — чувствовать себя комфортно с этими инструментами и не позволять обучающемуся программному обеспечению притуплять наш энтузиазм.

Как заставить появляться невидимые сигналы

Это основная сложность всей анимации, и это также самая интересная часть. Волна ШИМ, используемая для управления углом вращения сервопривода, на самом деле представляет собой серию прямоугольных импульсов разной ширины. В представлении анимации мы можем нарисовать ее как горизонтальную линию, обозначающую время, на которой стоят прямоугольные блоки разной высоты. Например, когда высокий уровень длится 1 мс, это означает, что сервопривод поворачивается на 0 градусов, а когда он длится 1,5 мс, это означает, что сервопривод поворачивается на 90 градусов. Соединяешь через стрелки «более широкий импульс» с «большим количеством оборотов шестерни», и зрители мгновенно понимают: О! Оказывается, ширина импульса определяет, как долго вращается двигатель, а затем выходной вал через шестерню приводится в определенное положение.

Таким образом, анимация может более наглядно продемонстрировать этот принцип. Зрители могут интуитивно увидеть вращение шестерни и изменение положения выходного вала при изменении ширины импульса. Весь процесс понятен с первого взгляда, что позволяет зрителям легко понять взаимосвязь между углом поворота сервопривода и волной ШИМ. Эту важную роль играет анимация. В нем сложные принципы представлены в интуитивно понятной и интересной форме, помогая аудитории лучше усвоить соответствующие знания.

Подключайте сигналы и действия к рельсам и заставляйте их двигаться.

Взаимосвязь между сигналом и механизмом была четко объяснена ранее, и цель, которую необходимо достичь на этом этапе, состоит в том, чтобы обеспечить чрезвычайно плавную и динамичную работу. С таким же успехом вы могли бы тщательно спроектировать такую ​​сцену: в левой части экрана показана форма сигнала ШИМ, излучаемого платой управления; в средней части экрана показана упрощенная модель внутренней части сервопривода, например мотора и нескольких оборотов шестерен; в правой части экрана коромысло наконец находится во вращающемся состоянии. Когда ширина импульсного сигнала слева становится шире, значок двигателя в середине начинает вращаться, приводя во вращение шестерню, а затем коромысло справа соответственно повернется на новый угол. Отображая это поблочно, логика становится понятной. Люди, которые смотрят анимацию, смогут постепенно, шаг за шагом, следить за вашими мыслями, тем самым досконально понимая весь процесс передачи сигнала и механического действия.

Такая четкая логика отображения позволяет зрителям понять взаимосвязь между сигналами и шестернями, а затем понять, как добиться плавного и плавного движения механических компонентов с помощью сигнального привода. Как показано на приведенной выше сцене, от формы сигнала ШИМ, излучаемого платой управления, до работы упрощенной модели внутри сервопривода и до окончательного поворота коромысла, все звенья тесно связаны между собой. Когда импульсный сигнал становится шире, значок моторчика начинает вращаться, шестерня вращается соответственно, и коромысло соответственно поворачивается на новый угол. Весь процесс связан между собой. Этот метод отображения позволяет людям, которые смотрят анимацию, легко следовать идеям, глубоко понимать процесс передачи сигнала и механического действия, а также закладывать прочную основу для дальнейшего изучения соответствующих знаний.

Добавьте немного деталей, чтобы анимация не прошла даром.

Анимация создана для того, чтобы люди могли ее смотреть, и ее нужно запомнить. Вы можете добавить в анимацию несколько мелких деталей, например, роль обратной связи потенциометра. Когда внешняя сила пытается открыть коромысло, анимация может показать, что внутренний потенциометр обнаруживает изменение положения, а затем управляющий чип немедленно выдает команду заставить двигатель вращаться в обратном направлении, чтобы противостоять внешней силе. Не в этом ли принцип защиты рулевого механизма от срыва? Просто моделируя с помощью анимации ситуации, которые встречаются в реальных сценариях применения, ваши учебные пособия не только популяризируют науку, но и помогут людям решать практические задачи, и их ценность сразу же возрастет.

На самом деле, сделать анимацию принципа работы сервомотора эффективнее, чем прочитать сотню статей. Когда вы закончите эту анимацию, вы не только полностью ее поймете, но и сможете поделиться ею с друзьями вокруг вас, которые тоже любят мастерить. Это даст вам чувство выполненного долга. Вы когда-нибудь задумывались о том, какие интересные функции вы планируете использовать с помощью сервопривода в своем следующем проекте «Сделай сам»? Стоит ли делать автоматическую кормушку или оснастить робота гибкими шарнирами? Добро пожаловать, чтобы поделиться своими мыслями в области комментариев, возможно, ваши идеи смогут вдохновить больше людей. Если вы считаете эту статью полезной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею, чтобы ее увидело больше друзей-практиков!