Интеллектуальный гидрораспределитель за три копейки, бред или реальность?

[Омский газовик]

Усем конишоа!
Есть у нас с напарником довольно амбициозный проект, точнее логическое продолжение текущего проекта.
ссылка

Так вот. Логическим продолжением будет внедрение телескопической стрелы.
Но тут есть одно большое но! За поддержания уровня ковша отвечает параллелограммный механизм. В случае с телескопической стрелой, реализовать его не представляется возможным.

Я начал копать в сторону интеллектуальной гидравлики и пришел к выводу, что она стоит столько, что даже проданной почки не хватит!
А хочется чтобы ковш не только следил за положением стрелы, но и корректировался в зависимости от положения всего погрузчика, то-есть от гироскопов и была возможность "запоминания" положения.
Естественно у меня в голове зазудела идея, а нельзя ли использовать дешевые комплектующие и получить похожий результат?

Так вот. Если использование контроллеров AVR или STM, для отслеживания логического процесса волне хватит, то непосредственно с исполнительной гидравликой возникли проблемы, а как ей управлять то? Сервоприводы и пропорциональные актуаторы как будто из золота сделаны.

Контроллеры использовал только высокого уровня (PLC), но я думаю со временем с этими тоже разберусь, а вот сама концепция то рабочая?
Или может тут есть проблемы которые я не вижу?

Пока только пришел к вот такому решению управления, стоимость выливается в 500 рублей без гидрораспределители.
Сама идея:
64 схема, которая пропорционально открывается от изменяемого напряжения на катушках электромагнитов, в зависимости от управляемого ШИМ сигнала,
сам микроконтроллер управляется от джойстика и других внешних систем.

[Dil]

Омский газовик, а обратная связь чем? А будет ли золотник работать на частоте шима?

[Омский газовик]

а обратная связь чем?

А она как таковая не нужна, хотя можно сделать калибровку при старте по начальным положениям стержня золотника,
либо простенький индуктивный измеритель линейных перемещений, ну или реостат накройняк, на данном этапе это вторично.

А будет ли золотник работать на частоте шима?

Так вот и вопрос, а будет ли электромагнит оттягивать подпружиненный золотник на необходимое расстояние и удерживать его в нем?
Может, эта схема для управлением притягивающим усилием на электромагните неприменима.  у меня только "базовые" знания в схемотехнике, делаю по наитию 
Второй вопрос, не возникнет ли проблем на промежуточных режимах у данного гидрораспределителя?
На мой взгляд он подходит, но ровно только на бумаге, сразу всего не учтешь.

Таки вот 

[val_001]

А будет ли золотник работать на частоте шима?

Так вот и вопрос, а будет ли электромагнит оттягивать подпружиненный золотник на необходимое расстояние и удерживать его в нем?

Золотнику нет никакой необходимости работать на частоте ШИМ. Золотник - конечное устройство, поэтому не он подстраивается под ШИМ, а ШИМ обязан подстроиться под него. Для этого между ШИМ и золотником ставится цепочка, выполняющая функции интегратора, которая переводит импульсы на выходе ШИМ в низкочастотную огибающую, которая соответствует характеру и темпу передвижения золотника. Как правило, это вообще банальная RC-цепочка. Чтобы не заниматься постоянной калибровкой, необходимость которой будет в силу изменений параметров пружины и степени износа всего золотника, лучше поставить простейшую следящую за положением золотника систему.

Может, эта схема для управлением притягивающим усилием на электромагните неприменима.  у меня только "базовые" знания в схемотехнике, делаю по наитию

Ну, это точно к нам. Я сам по первому образованию радиофизик (да и второму тоже). В команде есть специалисты по сильноточной электронике, микроконтроллерам. На сторонние дела у нас отвлекаться не принято, но в рамках форумной деятельности на все подобные вопросы мы с вами получим вполне профессиональные рекомендации от людей с опытом не менее нескольких десятков лет. В каких-то вопросах не очень быстро, но точно получим.
Что касается вопроса об управлении притягивающим усилием на электромагните, то вопрос не совсем корректен. Исходя из самого вопроса можно сделать заключение, что речь ведется о равномерном перемещении в линейных или полярных координатах, то есть вопрос ставится все-таки о линейном двигателе. Их существует большое количество, и в зависимости от параметров перемещения, если не ставить целью экстремальные характеристики, можно подобрать вполне бюджетные варианты.
Нет ничего зазорного даже в изготовлении самодельного актуатора, состоящего из обычного винта и шагового двигателя.
Как минимум для добротной экспериментальной работы это прекрасно подходит.

P.S. В самой идеи интеллектуального гидрораспределителя ничего бредового нет. Может оказаться загвоздка в интересах самого форума. Форум все-таки больше технический. Даже в реализации такой очевидно нужной всем идеи, как ПБС на вездеходе, нет массовой заинтересованности. Все потому, что здесь нужна электроника вовсе не начального уровня. Вот и вопрос, нужен ли интеллектуальный гидросраспределитель форуму, если повторить его смогут единицы?

[Омский газовик]

Валерий я прям даже завидую вашей разносторонности 

Исходя из самого вопроса можно сделать заключение, что речь ведется о равномерном перемещении в линейных или полярных координатах, то есть вопрос ставится все-таки о линейном двигателе.

Как бы да, но очень бы хотелось использовать уже то, что есть на гидрораспределителе, без дополнительных компонентов.
То-есть превратить обыную катушку  (фото ниже) в линейный двигатель с минимальными затратами.
   

Вот и вопрос, нужен ли интеллектуальный гидросраспределитель форуму, если повторить его смогут единицы?.

Истину глаголите! Я сам еще не знаю смогу ли это собрать  , но чем черт не шутит! Ну а если не получится, то всегда останется самодельный линейный двигатель из шаговика.

Как правило, это вообще банальная RC-цепочка.

Вот примерно так и мыслил, берем регулирующие напряжение и пропускаем через делитель, если конечно я понимаю что такое RC-цепочка, я просто не уверен  .

Ну одно хорошо! Тухлыми яйцами не закидали  , значит буду собирать на IRL3705 и ATMega 328 (как раз с Китая идет).
А в качестве обратной связи пока наверное использую обычный переменный резистор сочлиненный с золотником.
Цена эксперимента 300 р. Так что будем пробовать.

[Саня]

В случае с телескопической стрелой, реализовать его не представляется возможным.

почему???
приварить цепь к стреле, -выдвижной части, и от неё через редуктор, пусть даже цепной, добиться нужного количества оборотов на датчике положения.
в общем надо конкретно конструкцию лицезреть.

[Шумихин Д]

Дросселируемые распределители это как бы тема отдельная,

Сама идея:
64 схема, которая пропорционально открывается от изменяемого напряжения на катушках электромагнитов, в зависимости от управляемого ШИМ сигнала,
сам микроконтроллер управляется от джойстика и других внешних систем.

Идея рабочая только распределитель надо соответствующий, пропорциональный.

[val_001]

значит буду собирать на IRL3705 и ATMega 328 (как раз с Китая идет).

Дело вкуса, конечно, но мне больше нравится для оперативных разработок и проверок вариант Arduino. Больших скоростей обработки данных не предвидится, а Arduino намного проще в освоении как в программном, так и в аппаратном смысле. Да и библиотек на него очень много.
Бывают моменты, когда меня обвиняют в необоснованном теоретизировании. Чтобы этого не произошло на этот раз, сообщаю, что я как раз разработчик именно в этой области, и мои разработки начинались в те давние времена, когда в компьютерах господствовала шина ISA (для знатоков штучка), а слово Pentium обозначало нечто мало достижимое.
Привожу ссылку на одну из разработок и фотографию, где видно, что уже в те времена была создана и успешно эксплуатировалась бесконтактная электронная карта с алгоритмом шифрования, преодолеть который не возможно даже теоретически.
ссылка
В принципе, я конечно же за реализацию специализированных законченных программно и схемотехнически контроллеров, но только при больших объемах производства. Разработка таких устройств, что бы ни говорили, стоит денег. Arduino - это просто, наглядно, быстро в реализации и достаточно доступно для освоения.

P.S. У меня очень много измерительного, испытательного, стендового и прочего оборудования в области электроники. Так что, если дойдет до серьезных реализаций гидравлических устройств, часть, связанную с электроникой, точно доведем до приличного состояния.

[Шумихин Д]

Так то задачку можно решить и проще, без ПЛК, ардуино и прочих энкодеров, параллелограммный механизм можно сделать гидравлическим, поставить еще один гидроцилиндр с аналогичными диаметрами поршня и штока в низу на стрелу и шасси, подключить его параллельно верхнему ГЦ, и он при наклоне стрелы будет вносить коррективы в положение ковша.

[Шумихин Д]

[Dil]

Шумихин Д, очень красивое решение

[Шумихин Д]

 

Шумихин Д, очень красивое решение 

Сенк 

[Омский газовик]

Так то задачку можно решить и проще

Решение и правда элегантное, немного проблемное в калибровке, но более чем очень самодостаточное! 
Но как ни крути, использование электронных компонентов, дает несравнимо большие возможности.
Все таки такие механические решения - это есть не что иное, как закрытая система, которая ввиду своей сути склонна накапливать ошибки, просто в угоду своей исходной задачи.
Я к тому, что электронные компоненты позволяют не только выполнять возложенные на них обязанности, но и лего вводить корректировки по внешним воздействиям, будь то износ, температура или любой другой фактор, тобишь построение открытых систем логичнее именно на программном уровне.
Но решение прям отличное, надо обдумать возможные подводные ками.

[Омский газовик]

Чтобы не быть голословным, пример ошибки закрытой системы:
Если из такого положения (кода стрела максимально поднята и ковш максимально запрокинут к себе) начать опускать стрелу, то случится коллапс, так как свободный ход уже выработан.

[Dil]

Омский газовик, наверное существуют перегрузочные/перепускные клапана?