Pregunta:
¿Cómo agrego una resistencia al movimiento mecánico en ambas direcciones, además de la fricción?
John
2016-01-17 21:52:00 UTC
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¿Qué opciones tengo para crear una resistencia a un movimiento mecánico además de la simple fricción?

Supongamos que tengo una palanca, que dará como resultado un movimiento circular o lineal. Quiero poder aplicar una resistencia a este movimiento, de modo que el usuario tenga que aplicar un esfuerzo adicional para mover la palanca en cualquier dirección. Podría usar un resorte, que resistiría el movimiento en una dirección, pero esto resultaría en una fuerza de restauración cuando se eliminó la fuerza de desplazamiento inicial. Quiero que la fuerza adicional actúe en ambas direcciones, de modo que la palanca sea "pesada" para moverse, pero permanecerá en su nueva posición cuando se desplace.

Quiero que la fuerza se pueda calibrar y permanezca constante, por lo que no quiero tener algo como una pastilla de freno, que se desgastará, o simplemente una tuerca para apretar la unión, ya que esto será demasiado difícil para lograr una fuerza calibrada.

¿Hay algo que se pueda hacer con un resorte o un músculo neumático o mediante el uso de sistemas hidráulicos?

imanes :-). No, en serio, una configuración similar a un solenoide funcionaría, pero es poco probable que sea una solución práctica para usted.
¿Cómo piensa utilizar imanes, por favor?
Es en parte una broma (ver Insane Clown Posse), pero de hecho una barra corta de hierro colocada en el eje de un imán cilíndrico, que es más fácil de hacer si enrollas una bobina de solenoide, estará restringida por el campo magnético para manténgase más o menos centrado, por lo que resistirá ser empujado / tirado en cualquier dirección.
Utilice la palanca para impulsar un volante a través de un conjunto de engranajes, para una respuesta táctil particularmente satisfactoria. Una vez puesto en movimiento, continúa moviéndose y debes aplicar fuerza para detenerlo.
Si entiendo su Q, considere usar un retén mecánico de algún tipo. Ver: https://en.wikipedia.org/wiki/Detent O más específicamente un https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_detent
Cuatro respuestas:
Chris Johns
2016-01-17 22:21:11 UTC
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Las dos opciones mecánicas básicas son un amortiguador viscoso o inercia o, de hecho, una combinación o ambos.

De los dos, un amortiguador es probablemente el más cercano a lo que desea, ya que proporcionará una fuerza que se opone a la dirección del movimiento y que es proporcional a la velocidad del movimiento.

Agregar masa (tal vez como un sistema de contrapeso y polea) por sí solo no hará exactamente lo que usted describe, ya que resiste la aceleración, pero puede ser que una pequeña masa ajustable lo ayude a afinar la sensación . La desventaja de un sistema de amortiguación de masa por sí solo es que no proporcionará un 'bloqueo' positivo y la posición podría deslizarse bajo presión o vibración accidental, por lo que es más útil si la palanca es para un ajuste constante en lugar de estar configurada en una posición E izquierda.

Hay bastantes amortiguadores disponibles en formatos liner y rotativos y muchos son ajustables. También tiene la opción de usar levas o varillajes para tener una resistencia variable o progresiva a lo largo del recorrido de la palanca.

Una opción más sofisticada es usar un sistema activo con algo como un solenoide o un actuador neumático que proporciona retroalimentación de fuerza activa e incluso mantiene una posición exacta por debajo de una entrada de fuerza mínima. En este caso, podría diseñar un sistema de control eléctrico para proporcionar cualquier perfil de retroalimentación de fuerza que desee.

Dicho esto, un freno de fricción es la forma más sencilla de lograr exactamente lo que desea, ya que proporciona una fuerza de resistencia constante. Para ser honesto, la tasa de desgaste del material de fricción en este contexto probablemente no sea significativa, especialmente considerando que los sistemas hidráulicos y neumáticos requieren una cierta cantidad de mantenimiento en sí mismos.

Un amortiguador viscoso prácticamente * es * una forma de fricción.
Es cierto, pero se podría argumentar que cualquier cosa que responda al problema (es decir, una fuerza resistiva proporcional que se opone al movimiento) es alguna forma de fricción.
No creo que esté de acuerdo en que un campo magnético repulsivo sea fricción.
Chris Mueller
2016-01-18 08:49:01 UTC
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Ampliando el comentario de CarlWitthoft, la amortiguación magnética, a veces denominada amortiguación por corrientes parásitas, es una forma estándar de introducir amortiguación en sistemas metálicos. El principio es bastante simple; cuando un imán pasa por un material conductor como un metal, induce corrientes circulares (corrientes parásitas) en el material. La resistividad del conductor convierte este flujo de corriente en calor, sacando energía del sistema.

El ejemplo más dramático de esto es dejar caer un imán fuerte en un tubo de cobre (videos geniales aquí, aquí y aquí).

Muchas gracias, es una serie de videos notable: no había visto ese efecto antes. ¿Supongo que el requisito es un manguito no ferroso? Además, ¿sabe cuál es la relación para la fuerza de frenado?
@John Se puede encontrar una derivación rigurosa de la relación en [estas notas de la conferencia] (http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/eddy.pdf) de un profesor de Princeton. Es una relación dependiente de la velocidad que es proporcional a la velocidad al cuadrado: $ F \ propto v (t) ^ 2 $.
Greg Marsh
2016-01-18 03:07:07 UTC
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Los amortiguadores proporcionan fuerza resistiva en función de la velocidad, mientras que la fricción es más constante. Puede comprar un amortiguador listo para usar: consulte la sección de compresión y extensión en el siguiente enlace para ver los amortiguadores que funcionan en ambas direcciones: http://www.mcmaster.com/#adjustable-dampers/=10q42q4 Si está buscando algo menos costoso, obtenga un cilindro neumático usado con puertos en ambos extremos y pase un tubo pequeño desde el puerto en un extremo hasta el otro puerto. Si necesita más amortiguación, agregue un control de flujo manual al tubo o llene el cilindro con aceite.

jpa
2016-01-18 13:27:12 UTC
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Tu pregunta te recuerda de inmediato a los amortiguadores, pero creo que aún podrías estar más feliz con la fricción. Depende de si desea que la resistencia aumente con la velocidad de movimiento (amortiguador) o que permanezca constante (fricción).

Para mantener la fricción constante durante la vida útil del dispositivo, puede usar un resorte para empuje una pastilla de freno contra la superficie giratoria. Si ambos están hechos de p. Ej. acero, el desgaste debe ser bastante lento. A medida que se desgasta la superficie, el resorte mantendrá la fuerza constante incluso si las dimensiones cambian uno o dos milímetros.



Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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