Электронное управление вариатором - обсуждение, идеи, реализация

Вот задумал сделать електронное управление вариком на скутере.
Смысл таков: електродвигатель через редуктор крутит ось с резьбой,на оси гайка ходит туда-сюда,тянет трос,который через рычаг тянет варик через выжимной подшипник.Управление сперва хотелось бы сделать так: одной кнопкой елдвижок сжимает варик,пока кнопка нажата,другой происходит реверс и варик возвращается.В крайних положениях питание чтоб отключалось кнопками-концевиками.Если получится - в будущем хотелось бы привязать к управлению микроконтроллер с программируемыми режимами езды. Может кто че нибудь посоветует нащет етой идеи?Очень хотелось бы такое сотворить,с механикой я справлюсь,а вот с електроникой...Если идея удастся,можна будет сделать режимы "спорт" и "економ",фиксированые передачи и т.д.Вот выложил схему с тросом,сам привод будет в унитазе или под поликом.С електроникой вызвался помочь Влад Specialist,работает над схемой контроллера и прошивкой под него на основе микропроцессора pic24.Вот фотки,что уже сделано
Просьба не флудить! Давайте доведём проект до конца. СПАСИБО. НеОН.

Хорошая схема.Вы имеете в виду сжимать обе щеки?Кронштейн и движок должен быть не шире,чем втулка торка,чтоб ремень не задевал

Да. Преимущество этой схемы в том, что основные усилия гасятся внутри неё. Поэтому нагрузки на кронштейн невелики. Практически, её габарит определяется двигателем.

PS Одна из щёк может быть неподвижной.

В вашей схеме крутящий момент на червяке нужен меньший,чем в моей,в принципе,можна обойтись и без редуктора.Вопрос в том,потянет ли столь малый моторчик?

Хочется совместить преимущества автомата и кпп

Это несложно установить опытным путём.
Собрать модель устройства 1:1 из подручных материалов, и измерить усилие сжатия рычагов.
По грубым теоретическим прикидкам, максимальное усилие должно быть порядка 100 кгс.

Может,усилие и не надо большое,только сжимать щеки надо медленно,чтоб ремень успевал выдавливатся.Резко не получится никак,еще надо винт червяка подобрать,чтоб вращался легко и без заеданий.Можна из струбцины,но там шаг резьбы большой

Ну ПМСМ родной вариатор выдавливает ремень довольно быстро. Достаточно понаблюдать за его работой со сонятой крышкой. Ходовую пару червяка пожалуй, придётся заказывать. У струбцин обычно  резьба с метрическим треугольным профилем, а в данном случае, нужен профиль прямоугольный или трапецоидальный.
(где-то у меня была в наличии интересная винтовая пара, как найду - отпишусь) . Во избежание загрязнения винта продуктами износа вариатора, а самого вариатора - смазкой винта, придётся применять сильфонные трубки. ( а приводы от центрального замка не подойдут?  )

Вот тут паспорт ДШИ200:  www.purelogic.ru/doc/PDF/SM/dshi200-3.pdf
Можно попробовать пересчитать его момент (0,84 нм) через витки червяка в осевое усилие.

можно зделать чтобы придаточное менялось тросиком и вывести на  ручку на руле получится просто  и эффективно

А я что то думал,что у струбцины трапециевидный профиль ну ничего,надо начинать искать шаговый двигатель,подшипники и от них плясать.

Единственный минус вашей схемы - большое количество шарнирных соединений.Их надо очень точно изготовить,ибо когда возникнет люфт,могут появится небольшие погрешности (чуть-чуть сместится датчик положения),но думаю ето некритично

Если двигатель большой,то можна сделать как на рисунке,через конические шестерни.в принципе,поживем-увидим.

Возможно, струбцины бывают разные. У меня есть пара ширпотребовских, на них - метрическая. Большое количество шарниров не должно пугать, ибо шарниры - очень хорошо отработанное технологическое решение. Подшипники бывают на любой вкус и цвет, усилия - относительно небольшие, скорости вращения -  и вовсе околонулевые. Думаю, износы в выжимных подшипниках и винтовой паре, будут на несколько порядков больше, чем в шарнирах.
По размеру двигателя - поперечный размер ДШИ200 - ЕМНИП 58х58 мм.
По грубым прикидкам, он может развить усилие в несколько раз превышающее необходимое. Так что возможен даже вариант устанвки менее габаритного двигателя.

О грубых прикидках: Примем момент двигателя 0,8 нм. На винте диаметром 10 мм, он разовьёт усилие
0,8нм / 0,005 м =  160 н. Что соответствует примерно 16 кгс.
При шаге резьбы 2 мм, и длине витка 10хPi = 31,4 мм (на самом деле, немного меньше), коэффициент передачи червяка по перемещению, составит около  2/31,4=0,064.
Усилие, развиваемое червяком будет около 16кгс / 0,064  = 250 кгс.
Естественно, без учета потерь.
Но если учесть, что кривошипный механизм, образованный ползуном, серьгой, и рычагом, тоже увеличивает усилие, то можно быть уверенным, что силёнок этой системе всё же хватит с избытком.
"По моему - так" (С) Винни-Пух.  

PS Вот подумалось, что при отсутствии обратной связи, устройство неплохо было бы дополнить пружиной, которая собственно и нормировала бы силу сжатия. А ползун - системой свободного хода.

Вы имеете в виду сделать линейную зависимость без реверса моторчика?

Не совсем так. Без реверса не обойтись по любому. Но если в системе нет обратной связи, то положение вариатора после воздействия на двигатель управляющей последовательности, может оказаться непредсказуемым. Находящийся между шкивами ремень мешает им свободно сходиться со скоростью, задаваемой ШД. И если они не успеют сойтись раньше, чем прекратиться подача импульсов на ШД, то они в этом положении и останутся. При наличии обратной свзи (ОС), система обнаружит несоответствие, и подаст на двигатель дополнительную последовательность. А вот при отсутствии ОС этого не произойдёт.
Наличие пружины и устройства "свободного хода" позволит червячному приводу занимать заданную позицию независимо от текущего положения щёк вариатора. Пружина затем всё равно, "дотолкает" щёки до нужного положения. Двигателю же ничто не будет мешать поворачиваться на свои N шагов, если на него пришло N импульсов. То есть, можно будет отказаться от ОС с измерителем положения вариатора, ограничившись двумя концевиками - на полностью ввинченной, и полностью вЫвинченной паре.

PS наличие концевиков представляется мне обязательным. Во первых, они должны блокировать выходы винтовой пары за крайние положения. Механические упоры при таких усилиях, менее предпочтительны, поскольку чреваты заклиниванием пары.
Во-вторых они нужны управляющему процессору для синхронизации реального и "виртуального" (хранящегося в его памяти) положения вариатора.
Например, при неработающем двигателе, процессор обязан развести шкивы до отработки концевика. Это позволит избежать деформации ремня на стоянке, если по каким-либо причинам, он оказался зажатым.

А что за "механизм свободного хода"?Можете нарисовать?Пружину надо подобрать такую,чтоб была слабее пружины в торке,но чтоб могла дожать щеки.Насчет концевиков согласен на все 100% при сбое в програме чтоб механизм не выдавил картер или чтоб движок не перегорел при перегрузке.А что если импульсы подавать с бо'льшим временным промежутком,чтоб ремень успевал выходить?

В моём понимании - механизм свободного хода должен обеспечивать беспрепятственное отставание ползуна от гайки червячного механизма при движении назад. Примерно, как на рисунке. Если бы это касалось передачи вращения, я бы назвал это муфтой свободного хода...
Можно подавать импульсы и медленнее, но на каждый раз не угадаешь, а большого запаса по времени может и не быть. Думаю, время полного сведения тарелок должно быть в любом случае меньше , чем время разгона скута до 30...40 км/ч.

Тогда пружину нужно жестче,чем торк.А что если ползунок с гайкой развернуть наоборот и между ними пружину на сжатие поставить?

А тут правый упор для ползуна на гайке есть? Если да, то нормально. Только пружину с достаточным ходом подобрать.

Тогда питание системы нужно сделать в обход замка зажигания.

Вот придумалось, что разводить шкивы можно на холостых оборотах. Не уверен так ли уж страшна будет деформация, но интуиция подсказывает - до этого не доводить.