Anturien testauskäsittelijän servomoottorien mitoitus
Haverinen, Mikko (2017)
Haverinen, Mikko
Turun ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017112918880
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017112918880
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli mitoittaa anturien testauskäsittelijän servomoottorit siten, että laitteella voitaisiin simuloida ihmiskehon liikkeistä syntyviä kulmakiihtyvyyksiä. Mitoituksen lähtöarvot saatiin Toni Mäkilän opinnäytetyön (opinnäytetyön valmistumisvuosi 2017) tuloksista.
Laskennassa käytettiin lähinnä dynamiikan pyörimisliikkeeseen liittyvää teoriaa, ja tarkasteltavia asioita ja ilmiöitä olivat kappaleen ja massapisteen hitausmomentti, kiihtyvän massan aiheuttama vääntömomentti, laakerikitka, ja gyroskooppinen prekessio. Työssä tarkasteltiin useamman pyörimisakselin yhtäaikaisia kiihtyvyyksiä. Apuna käytettiin SolidWorks- ja Mathcad-ohjelmistoja.
Laskelmia tehdessä havaittiin, että toisella akselilla kiihtyvä epäkeskeinen massa voi aiheuttaa merkittävän lisäyksen vääntömomenttiin tarkasteltavalle akselille. Moottorien mitoituksessa käytettiin tällaisten tilanteiden ääritapauksia luotettavan suorituskyvyn takaamiseksi. Laakerikitkasta johtuva pyörimisvastusmomentti todettiin hyvin pieneksi suhteessa moottoreilta vaadittuun vääntömomenttiin, mutta se otettiin silti laskuissa huomioon.
Työn tuloksena kävi ilmi, että laitteeseen esivalituista moottoreista kaksi oli alimitoitettuja. Laitteen jatkokehityksessä moottorit vaihdettiin korkeamman vääntömomentin malliin.
Laskennassa käytettiin lähinnä dynamiikan pyörimisliikkeeseen liittyvää teoriaa, ja tarkasteltavia asioita ja ilmiöitä olivat kappaleen ja massapisteen hitausmomentti, kiihtyvän massan aiheuttama vääntömomentti, laakerikitka, ja gyroskooppinen prekessio. Työssä tarkasteltiin useamman pyörimisakselin yhtäaikaisia kiihtyvyyksiä. Apuna käytettiin SolidWorks- ja Mathcad-ohjelmistoja.
Laskelmia tehdessä havaittiin, että toisella akselilla kiihtyvä epäkeskeinen massa voi aiheuttaa merkittävän lisäyksen vääntömomenttiin tarkasteltavalle akselille. Moottorien mitoituksessa käytettiin tällaisten tilanteiden ääritapauksia luotettavan suorituskyvyn takaamiseksi. Laakerikitkasta johtuva pyörimisvastusmomentti todettiin hyvin pieneksi suhteessa moottoreilta vaadittuun vääntömomenttiin, mutta se otettiin silti laskuissa huomioon.
Työn tuloksena kävi ilmi, että laitteeseen esivalituista moottoreista kaksi oli alimitoitettuja. Laitteen jatkokehityksessä moottorit vaihdettiin korkeamman vääntömomentin malliin.