Вполне может быть, что обсуждалась, я реально уже замучился с ней)))
Манипулятор имеет 3 степени свободы, 3я степень - вращение вокруг собственной оси, что ставит крест на использовании инклинометров. Если бы не было этого вращения, то математика для извлечения углов простейшая.

Вероятно, до конца не врубаюсь, но..
Вращение вокруг собственной оси — это именно то, что наполняет идею смыслом.
Манипулятор совершает повороты вокруг шарнирной опоры по трем углам.
Два угла — зенитный и азимутальный. С зенитным углом все просто, отбрасываем.
Вращение по азимуту сопровождается разворотом манипулятора вокруг собственной продольной оси, которое назовем креном.
Вроде бы при шарнирной опоре это должно быть именно так.
А если это так, то азимутальный угол можно вычислить через крен.
Иначе говоря, если при задании вращения манипулятора по азимуту верхние точки крепления приводов меняют свою высоту относительно основания, то угол, имхо, можно вычислить с помощью датчиков углов.
Другое дело, что этот крен зависит от разнесенности точек крепления приводов и шарнирной опоры манипулятора и может быть очень мал. Просто не хватит разрешающей способности, чтобы вычислить азимутальный угол с точностью 0.1 град.

Сообщение отредактировал x736C - Sep 13 2017, 08:55

Классная гифка. для понимания очень нехватало. А можно попросить такую же, но во фронтальной проекции?

Кстати говоря, по сравнению с предыдущими изображениями вы сдвинули верхние точки крепления актуаторов.
Если не сложно, верните обратно для гифки.

Сообщение отредактировал x736C - Sep 13 2017, 09:05

Кстати еще один неочевидный момент. Реальное движение будет отличаться от этой модели, которая не учитывает перекашивающий момент от сил, создаваемых актуаторами.

модель немного изменилась, сейчас выложу динамику в разных ракурсах. От ширины плеча динамика движения практически не меняется. Реальное движение отличается, но не значительно.

Плоскость кронштейна, к которому крепятся актуаторы, наклоняется по двум осям, лежащим в плоскости горизонта. Эти два угла однозначно определяют положение манипулятора. Если бы не одно «но» — люфты в конструкции, приводящие к неопределенному крену манипулятора. Возможно, это не позволит точно определить действительное положение манипулятора. Надо лучше моделировать или делать реальный прототип для проверки.

в модели люфтов нет. и прототип реальный сделан.

Тогда мои утверждения можно пронаблюдать на реальном прототипе.
Скорее всего вы это много раз делали ранее и знаете, почему я ошибаюсь.
Но мне на модели видится и представляется именно так.

По одной из осей наклоны очень небольшие. 0,1 град получить вряд ли получится.
Хотя современные инклинометры до 0,01-0,001 град.
А если придумать лазерную систему?


С радио я бы рекомендовал даже не связываться. Здесть это не прокатит имхо.

на первых рисунках изображена система датчиков, измеряя расстояния можно высчитывать зенитный и азимутальный углы. И я даже прототип подобной системы сделал, но точность определения расстояния невелика. Оптику использовать не представляется возможным из-за запыления-задымления среды, и самое главное - излучатели перемещаются относительно приемных сенсоров.

Несколько странная конструкция. Чем защищена ваша палка от поворота вокруг своей оси? Только подшипниками крепления тяг к ней? Но это весьма слабое ограничение, их люфт при повороте велик.

Простое решение - это натянутые тросики с измерением их расхода, но это, скорее всего, не пройдет.
Инклинометры, вероятно, самое правильное решение, а уж точность - какая получится.

Есть еще вариант - протянуть палку насквозь опоры и, на обратной стороне, собрать измеритель положения ее конца в закрытой коробке - хоть радио, хоть емкостной, хоть индуктивный. Даже оптика подойдет - коробка закрыта и пыли не будет, а паразитные параметры будут жестко фиксированы и могут быть прокалиброваны. Точность - люфт подшипника ее крепления, но он может быть тоже измерен.

Что из себя представляют датчики? Сейчас есть инклинометры с разрешением менее 0.0015 град. Расстояние так точно измерить, чтобы получить такое разрешение, проблематично. Тем более без оптики.


Я бы все-таки попробовал оценить такой вариант. Но расположил бы датчики по-другому.
Но не знаю, насколько это запыление-задымление критично.


Как раз именно этот люфт в креплениях актуаторов, который предполагает поворота вокруг свой оси, он осложняет использование инклинометра.
Тут надо прототипировать.


А вот эти решения выглядят очень интересными.
В последнем случае как вариант может быть луч лазера. Но вангую, что последнее не подойдет по причине требования, указанного автором. «Заменять шаровую опору нельзя». Скорее всего, в качестве шаровой опоры выступает покупное изделие.

Тросики делают конструкцию нечувствительной к люфтам приводов и сводят её к двум оптическим энкодерам. Тут как раз относительная точность может быть на высоте. Размещаться должны параллельно актуаторам.
Использовал в одном проекте японскую синтетическую леску из рыболовного магазина. Чудесная вещь, не знающая сноса. Очень тонкая, практически не тянется и держит 9 кг усилия. Хотя решение с леской содержит свои подводные камни.

Сообщение отредактировал x736C - Sep 13 2017, 17:43

Доброе утро.

Датчики измеряют расстояние между своими центрами, на основе измерения градиентов магнитного поля, точность около 1мм, но этой точности мало.
Расположение датчиков обусловлено мат аппаратом.
Насчет странности конструкции, что дали, с тем и работаю)))
Самопроизвольного проворота "палки" быть не может, разве только в рамках люфтов в шарнирах.

вопросик, вот есть такой датчик GP2Y0A21YK0F,
и в ДШ написано
distance detection because of adopting the triangulation method.
но не указана точность измерения. Случаем не знаете, какую ожидать точность ?