MY HOBBY’S  CORNER

趣味の記録です。 フィギュア+ロビ コソコソやってることを載せてます。
 
2017/10/20 22:36:02|サーボモータについて 
ロビ2 サーボモータは改良されてるの? 音響解析 良品データ採取
ロビ2 19号まで来ました。
ここまでで、サーボモータ6台となりました。
先に掲示した通り、改善が見られましたが、
ここでは、良品の波形データを採りました。
■Robi1の波形と比較して10Hz〜1kHzにおいて、ノイズ(振動含む)の少ない、良い方向に改良が見られます。
■今後はばらつきの無いサーボであることが必要ですが、
 これら6個のデータを仮で良品の指標とし、残り14個のモータ評価を行いたいと思います。
■良いサーボ
歯車の回転がなめらかなのが、当然良いのですが、歯車同志のかみ合いが
悪いと、振動として現れてきます。音が大きいとか、かみ合いがギクシャクする分電気の消費が大きいとかになります。例えば、このギクシャクしているのが顕著にあらわれるのが、ロビの電源を切った時です。本来はマリオネットの糸が切れたようにダランとなるのが、下がってない腕、脚が有ると思います。このダランとならないサーボは歯車のかみ合いがなめらかでないためでだからです。
 
■そして、サーボ故障(ギヤ破損含め)などがあると、ノイズ(振動含む)が
  発生するので、より故障部位の特定が的確に出来ることになります。
 
 







2017/10/15 16:11:00|サーボモータについて 
ロビ2 サーボモータは改良されてるの? 音響解析 説明02

繰り返しデータから最大値により積み上げていきます
 
 


繰り返しからこの様に最大値による特異点
(周波数)が顕在化して来ます。
これらの、尖った周波数はそれぞれの歯車の振動
(アンバランス、かみ合い)として現れてきます。
ロビ2は ロビ1に比べ、この特異点が少ないです。
これは、歯車の見直しから、より良好な歯車による
伝達が出来るようになったということになります。
後は見やすいように、背景を黒から白にしました.
 
振動の原因
 アンバランス
  歯車などの回転体が欠けた。
 ミスアライメント
  歯車の歯面が欠けた、
      ヒビが入ったことにより、
  歯車のかみ合いがズレて来た。
 ガタ
  回転部(軸、ベアリング)が摩耗し、
      摺りもみ回転運動。







2017/10/14 22:18:00|サーボモータについて 
ロビ2 サーボモータは改良されてるの? 音響解析 説明01

サンプリングは テストボードで動作させて繰り返し録音。

録音はスマホ使いました。
仕事で使うプロ仕様の機器、ソフトが有ればなんてことないのですが。
自宅で無料で出来るかな?でやってみました。
スマホのマイクですから、多分音声の可聴範囲に絞って有ると思うので
どうかな?と思いつつ試してみました。
WAVデータが採取できましたが、外部の音が入らないように、
個室にこもってやってました。 
 

次に、録音したデータをFFT解析する。
上段が音源データ(.WAV)で、
 横軸 時間  縦軸周波数です。
 
下段がFFT解析によるデータです。
横軸が周波数、縦軸が音圧です。
 
音の大きなところが波形が尖っています。
なめらかに歯車が回転していないと、大きな音になります。
歯車ごとに周波数は特定できるので、どの歯車がおかしいかがわかります。
 



FFT解析した波形を繰り返したデータ分解析します。







2017/10/12 22:50:48|サーボモータについて 
ロビ2 サーボモータは改良されてるの? 音響解析

前項では、歯車の諸元、樹脂成形形状などから、推定し、
◆強度の向上
◆振動(音)の低減 などの意図が見られます。としました。
 
ここで、音響解析により、効果を証明してみました。
 
■結論:改良による効果が確認できました。双葉電子さんありがとう!!
   サーボモータの評価に使えそうです。
 
■解析手順 
  道具:ソフトウェア
     使用ソフトはフリーソフトです。
     WaveSpectra は、Waveファイルを
     FFT(高速フーリエ変換)して、
     周波数成分(スペクトラム)を表示するツールです。 
     efuさんへ、使わせていただきました。
  手順:
   @スマートフォンでサーボモータの音を録音。
   AFFT解析
   Bサーボモータには6段のギヤがあります。
    なめらかに回らない周波数はピークが出来ます。
   Cそれぞれのギヤの振動周波数
            振動は2種類です。
      ・アンバランスの周波数
      ・かみ合いの周波数
        モーター側から@からEへと見ます。
       かみ合いの周波数は整数倍の発振が出る場合もあります。
 
   補足:なめらかに歯車が回らないと振動が音としてでます。
      可視聴範囲は2Hz〜20kHz と言われています、
      楽器ではピアノに相当。その他の楽器では
      10〜5kHz ぐらいが聞ける領域とのことです。
■波形解析
  では、 ロビ1 と ロビ2の波形を見てみましょう。
     上段の波形画像がロビ1です。
   下段がロビ2の波形です。
 
     ロビ1の波形は、10Hzから5000Hzの
  間にピークが多く出ています。
  次に、ロビ2は、これが見られません。
   雑誌中にも記載されている通り、
  「ギヤ形状の調整、これまでよりもなめらかな動きを生成」
  により、強度、振動、効率に効果が出ています。
    
  ****サンプリングデータ******
    ロビ1 新品サーボモータ 5個
    ロビ2 新品サーボモータ 4個
    各サーボにて 1分間テストボードにより、テスト動作を、
    繰り返し、各周波数ごとに、最高値を記録。
 







2017/08/19 18:35:00|サーボモータについて 
ロビ2 サーボモータは改良されてるの?  歯車の画像

歯車の各段ごとに比較した画像です
背景が白色が ロビ初版
背景が赤色が ロビ2 です。
それぞれ上下で形状の比較を行いました。
まとめ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・強度の向上、転倒などによるギヤ欠け対策
・・・・振動(音)の削減による動作音の低減の意図が見られます。
   どこまで、効果が出るかはまかりませんが、
   改善されていることに、満足しています。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
◆@がモーター軸の歯車です。
  材質は色から推測すると、黄銅と考えます。

◆@→A→B→C→D→E と伝達されます。

◆上段の画像は
 右から左へ @→A→Bとモータの回転を伝えます。 

◆下段の画像は
 右から左へ C→D→Eとモーターの回転を伝えます。 

注意 本件は私的見解です。
   参考までに見ていただければと考えます。
 







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