Perutean kabel dalam sistem kontrol gerak theta, x, y. Lebih baik di dalam atau di luar?

Saya sedang membangun platform kontrol gerak dengan 3 DoF: 1 sumbu rotasi (theta) dan 2 kartesian (x, y). Dalam sebagian besar aplikasi, seperti aktuasi pergelangan tangan, Anda memiliki panggung XY dengan servo yang berputar sebagai muatan panggung. Konfigurasi ini berfungsi dengan baik karena sedikit dari kabel daya dan data perlu transit ke bagian bergerak non-linear dari platform.

Untuk aplikasi saya yang terbalik, stackup terbalik. Sumbu berputar didahulukan (dari bidang pemasangan) dengan panggung terhubung sebagai muatan platform yang berputar. Sekarang hampir semua kabel (daya, perintah, sensor, dan lainnya) harus dialihkan ke bagian yang bergerak tidak linier.

Saya bisa melihat dua pendekatan luas:

Di jalur dalam, saya mengarahkan kabel melalui pusat rotasi.
Jalur luar, saya rute kabel di luar diameter luar platform yang berputar.

Secara matematis, saya dapat melihat bahwa (1) menghasilkan panjang kabel minimum, tetapi memuat torsi maksimum, sementara (2) menghasilkan panjang kabel maksimum, tetapi memuat torsi minimum pada kabel.

Memiliki pengalaman terbatas dengan perutean kabel (dan operator terkait, strategi, dan produk) dalam aplikasi non-linear, pertanyaan saya adalah ...

... pendekatan mana yang lebih baik dalam praktik?

Biaya sebenarnya bukan masalah di sini. Saya lebih tertarik pada keandalan, kemudahan konstruksi, ketersediaan komponen komersial (mengatakan sesuatu tentang popularitas teknik), dll ...

misalnya konsep generik di balik mengapa Anda memilih satu dari yang lain.

... tentu saja, jika Anda memiliki beberapa nomor bagian untuk saya, saya tidak akan kecewa <- Saya tahu saya tidak seharusnya bertanya di sini ;-)

— DrFriedParts
sumber

Pertanyaan yang menarik, saya telah menemukan masalah ini beberapa kali. Frustasi, tapi ini pengalaman belajar :) Aku akan melihat apakah aku bisa mengumpulkan pikiranku menjadi jawaban yang bagus nanti.

— Manishearth

Saya tidak berpikir rutenya adalah yang mempengaruhi torsi kabel - melainkan kendurnya kabel akan menentukan seberapa besar gaya puntir yang diterapkan pada kabel - opsi mungkin tergantung pada pengaturan Anda, yang mana lebih mudah untuk dicapai (ruang yang tersedia vs jumlah kabel dan apakah itu akan cocok)

— ronalchn

Bagaimanapun, pastikan Anda membeli kabel yang dirancang khusus untuk operasi "flex tinggi", ini akan bertahan lebih lama.

— WildCrustacean

Ini bukan jawaban atau kritik, tetapi jika Anda memiliki diagram X / Y /

θ

$\theta$ setup maka silakan tambahkan. Meskipun inti dari pertanyaan Anda adalah tentang pemasangan kabel, dapat memvisualisasikan masalah dengan lebih baik akan menambah konteks pada solusi.

— Ian

Terima kasih. Saya sangat ingin. Saya sedang mengerjakan model. Saya akan mengunggahnya secepat mungkin. Permintaan maaf atas keterlambatan ini.

— DrFriedParts

Saya telah melihat sejumlah sistem dalam konfigurasi ini dan sebagian besar mencari solusi jalur luar. Bagian dari alasan untuk ini adalah kontrol jari-jari tikungan. Dengan trek luar, tikungan terlihat jelas di semua posisi dan jelas saat Anda kehabisan trek .

Jika Anda merasa khawatir tentang kerumitan pemasangan kabel, Anda dapat menempatkan lebih banyak barang elektronik pada tahap yang diputar, jadi alih-alih memiliki motor, encoder, dan kabel lainnya semuanya mengalir di rantai energi, Anda hanya akan memiliki saluran listrik dan data, dengan semua yang lain dilakukan dengan i / o jarak jauh.

Membawa ini ke ekstrim, saya telah bekerja di tempat di mana teknik ini digunakan dengan cincin selip untuk robot yang terus berputar. Itu memiliki dua lengan scara dan semua elektronik kontrol untuk mereka dipasang pada platform berputar. Cincin slip data sangat berisik, sehingga koneksi data harus memiliki lebih banyak ECC dari biasanya, tetapi semuanya bekerja dengan baik.

— Mark Booth
sumber

Masalah lain dengan slip ring adalah mereka memperkenalkan perubahan kecil dalam tahanan yang dapat menyebabkan kapasitor pada pengontrol motor Anda gagal.

— Ian