CubeMars AK60-6 pro systémy Formula Student Active Aero a DRS: Lehká aktivace pro rychlou kontrolu polohy

CubeMars AK60-6 aktuátor aktivní aerodynamiky Formula Student

CubeMars AK60-6 V3.0 KV80 je malý aktuátor řady AK, který dává největší smysl pro aktivní aerodynamiku Formula Student a výzkumné mechanismy ve stylu DRS. Data CubeMars uvádějí jmenovitý točivý moment 3 Nm, špičkový točivý moment 9 Nm, provoz na 24/48 V, převod 6:1, hmotnost 380 g a jmenovitou rychlost až 490 ot./min při 48 V. To je užitečná kombinace pro rychlou polohovou regulaci, kde by použití aktuátoru velikosti řízení bylo plýtvání.

Zobrazení produktu před tabulkou specifikací

Technický průvodce výběrem

Výběr aktivní aerodynamiky není totéž co výběr řízení. Zatížení je menší, zdvih obvykle kratší a bezpečná pozice při selhání může být důležitější než maximální točivý moment.

Integrace projektu: Od produktu k podsystému vozidla

Na stránce produktu je aktuátor, ale projekt Formula Student vychází z rozhraní kolem něj. Následující považujte spíše za praktickou cestu integrace než za certifikovaný instalační výkres.

• Testujte pohon na stole s omezením proudu a bez zatížení vozidlem.
• Postavte testovací zařízení pro sloupek řízení, box pedálu brzdy nebo aero mechanismus před montáží na vůz.
• Zaznamenávejte příkazy, polohu, proud, napětí, teplotu a stavy poruch během opakovaných cyklů.
• Provádějte testy vkládání poruch pro ztrátu napájení, vypršení CAN, nesoulad senzorů a mechanické překážky.
• Přejděte k testování vozidla při nízké rychlosti až poté, co se testy na stole a subsystému chovají předvídatelně.

Klíčové specifikace pro začátek

Proč AK60-6 vyhovuje aktivní aerodynamice

Aktivní aerodynamika obvykle vyžaduje opakovatelnou polohu, střední točivý moment a rychlou odezvu. Obvykle nepotřebuje špičkový točivý moment 50 Nm. AK60-6 je kompaktní (79 x 43 mm) a lehký (380 g), takže se snadno umístí do bočního krytu, držáku křídla nebo malého úchytu, aniž by to ohrozilo zbytek vozu.

Data CubeMars uvádějí podporu 24/48 V a volnoběžné otáčky 320/640 ot/min. To dává týmům flexibilitu: použijte nižší napětí pro jednoduchý prototyp na stole a pak ověřte chování při 48 V, pokud to architektura vozidla umožňuje.

Velikost mechanismu křídla nebo DRS stylu

Začněte od momentu na kloubu, ne od odhadu. Odhadněte aerodynamickou zátěž, vynásobte ji vzdáleností ke kloubu, přidejte tření v ložisku a zahrňte bezpečnostní faktor. Pak zvolte převodový poměr, který udrží AK60-6 v pohodlném rozsahu točivého momentu a zároveň splní požadovanou rychlost pohybu.

Krátká kliková páka může zajistit rychlý pohyb, ale vyžaduje vysokou sílu. Delší kliková páka může sílu snížit, ale může způsobit problémy s umístěním nebo dosahem. Nejlepší mechanismus je obvykle ten, který dosáhne požadovaného úhlu s nízkým vůlí a bez nepříjemných překvapení při překročení středu.

Řízení: Nejprve poloha, pak plynulost

U aktivní aerodynamiky je obvykle prvním cílem řízení polohy. Klapka by se měla pohybovat do zadaného úhlu, držet ho a vrátit se do bezpečné výchozí polohy, když je příkaz starý nebo neplatný. Jakmile to funguje, tým může ladit zrychlení, náraz a tlumení, aby aerodynamický prvek neosciloval ani nepoškodil držák.

Přidejte nezávislý snímač zdvihu, pokud je mechanismus bezpečnostně citlivý. Enkoder aktuátoru vám říká, co motor udělal; externí snímač říká, co křídlo skutečně udělalo. Tento rozdíl je důležitý, pokud se táhlo posune, spojka povolí nebo se držák ohne.

Pravidla a bezpečnostní realita

Pravidla pro pohyblivou aerodynamiku se liší podle události a sezóny. Některé týmy používají mechanismy typu DRS pro interní testování, i když nejsou na akci legální. To je v pořádku jako výzkumný projekt, ale závodní auto musí vždy dodržovat aktuální pravidla soutěže.

Navrhněte systém tak, aby výchozí poloha byla bezpečná a předvídatelná. Návrat pružinou, mechanický doraz, omezení zdvihu a časový limit příkazu jsou obvykle důležitější než chytrý řídicí algoritmus. Pokud aktuátor ztratí napájení, aerodynamický prvek by neměl vytvořit neznámý stav.

Kontrolní seznam integrace Formula Student

Tento kontrolní seznam je záměrně praktický. Není to dokument schválení pravidel, ale pomáhá týmu Formula Student Driverless najít problémy před revizí návrhu, testováním nebo technickou kontrolou na akci.

• Potvrďte, že pohyblivé aerodynamické systémy nebo systémy typu DRS jsou povoleny pro vaši událost a třídu vozidla.
• Před výběrem aktuátoru vypočítejte moment na čepu, poměr táhel, požadovaný zdvih a požadovaný čas nasazení.
• Přidejte mechanické dorazy, aby aktuátor nemohl přetlačit křídlo nebo držák.
• Definujte výchozí bezpečnou aerodynamickou polohu pro případ výpadku napájení, vypršení časového limitu CAN a nesouladu snímačů.
• Použijte nezávislý snímač polohy klapky, pokud poloha aktuátoru nestačí k prokázání aerodynamického stavu.
• Zaznamenávejte příkaz, úhel aktuátoru, úhel klapky, proud a teplotu během opakovaných cyklů nasazení.
• Chraňte kabeláž před stříkáním z pneumatik, vibracemi, ostrými hranami karbonu a prací při demontáži křídla.
• Zkontrolujte, zda je mechanismus během technické kontroly nebo servisu v depu stále přístupný k prohlídce a manuálnímu resetu.

Doporučení

Pro aktivní aero ve Formula Student a výzkum ve stylu DRS je CubeMars AK60-6 V3.0 KV80 aktuátor, se kterým je nejlepší začít. Udržuje systém lehký a citlivý. Přechod na CubeMars AK80-9 V3.0 KV100 nebo CubeMars AK10-9 V3.0 KV60 proveďte až poté, co výpočet momentu pantů ukáže, že AK60-6 nemá dostatečnou rezervu.

Často kladené otázky