CAM gimbal

[21_Sokol1]

CAM... O "grande mistério do universo VirPilov's".

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Uma CAM para centralização de joystick sob a ótica da matemática.

Como qualquer "VirPilov's" razoavelmente atualizado deve estar sabendo, CAM é a "última moda" em joystick e pedais.

Para entender o "frisson" pela CAM, vejamos os tipos de mecanismo de centralização de gimbal (cardâ) comumente usados em joysticks.

"Pinça" (CH, Cougar, Tm antigos, Gladiator, transmissor R/C...) - Imagine uma pinça esticando uma mola nas suas pontas, com o eixo vertical do joystick no meio da pinça, ora empurrando um braço da pinça contra mola, ora outro.
Não requer mais força para mover o joystick para fora da posição central do que para mover após esta posição e mantém as forças dos eixo X e Y separadas pois usa uma mola por eixo.

Este sistema tem o inconveniente de causar um sonoro e tactil "clunck" quando o gimbal cruza ou retorna a posição central.

- No Gladiator tentaram minimizar esse efeito adicionando um sistema de retardo (damper) no retorno do gimbal para a posição central, através de sulcos no eixo e graxa para plástico viscosa (tipo NyoGel 767A).

"Pistão compressor" (Saitek's, Warthog, Logitech 3D e clones) - um disco comprime uma mola na vertical.

Este sistema tem o inconveniente de precisar usar mais força para mover o joystick da posição central do que para continuar a movendo o joystick depois desta posição, e mistura as forças sobre os eixos X e Y pois se mover o joy no eixo X, quando mover no Y a mola já estará comprimida, então este segundo movimento fica "sem peso".

"Saturn Ring" (disco oscilante) - Suncom, T.16000M... - Um disco comprime uma mola, mas apenas na direção que inclinou o joystick, portando a mistura de forças nos eixos X, Y é menor, neste caso, movendo na direção do segundo eixo, estará comprimindo a mola na diagonal.

Aparentemente este sistema não tem maior inconveniente e o "feel" do Suncom é que levou os VirPilov's - a tal "raça" nunca satisfeita* - a pedir um sistema semelhante já para o Cougar (~2000) mas só na "geração seguinte" (Warthog ~2010) foram atendidos.
Mas como a Tm quiz inovar com o "pistão" patenteado, deu no que deu, um "feel" discutível.

CAM - (VKB Black Mamba, Gladiator PRO e pedais "Next Gen": Baur, MFG, Slaw, VKB) - uma ou duas alavancas com um perfil complexo estica uma mola.
Dependendo do perfil usado na CAM pode proporcionar uma centralização ou cruzamento da posição central suave, porém táctil (pode também ser "dura"ou "livre" com perfil diferente na CAM)* e não exige mais força para sair da posição central do que para mover após esta posição.
Também usa uma mola (e CAM) por eixo.

Inconveniente por enquanto é o... preço, já que é feita em metal ou composite e requer corte laser e/ou CNC, pois seu perfil é complexo, com diversos (40-50) pontos de pressão diferentes. .

* Trocando a CAM altera-se o "feel".

O gimbal "NextGen" da VKB, os pedais Baur BRD, MFG Crosswind, VKB T-Rudder permitem trocar a CAM facilmente.

Exemplo de CAM dupla, num gimbal BRD do BAur (Russia), o primeiro a usar o sistema num joystick comercial (~2010), é o "Santos Dumont" da CAM. Anteriormente CAM havia sido usada em trabalhos individuais DIY.



Bem, como não da para "sentir" CAM sem comprar um joy/pedal "Next Gen", veja sua "dança" no Gladiator PRO, "pilotando" num "Kosmosimov".

https://www.youtube.com/watch?v=zrmAwMtniWk[/video]

*Os mesmos que levaram a Saitek e Logitech a terem prejuizo com Force Sense e Force Feedback, queriam por que queriam estes "realismo", mas na hora de comprar "Neres de Pitibiriba", pois (para eles) o X65F e G940 não eram um "Cougar/Warthog".

[40_Griffon]

Show esse close do cara, é nítido a precisão que você tem com esse tipo de tecnologia instalada nos joysticks mais parrudos, mas esse roça roça daquela parte móvel que entra em contato com essa peça em formato de garra com o tempo não acaba gerando um desgaste? Haja lubrificação

[21_Sokol1]

Por isso a CAM é feita em "steel"*, e o ponto de contato é móvel - o rolamento, vai levar dezenas de anos para desgastar 0,1mm - mesmo pilotando no "wooble" BoS.

Até agora a VKB não disse nada sobre precisar (ou não) de lubrificação.

* A MFG usa composite (uma "madeira" sintética).

Mas o atrito é comum (e maior, já que não usam rolamentos) a todos os sistemas, veja os eixos de Saite'ks "entry-level" ovalizados.

[21_Sokol1]

CAM Design -PtBr-V2.zip

Desenho prático de um CAM para joystick.

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Anexo a tradução "TT" (Tabajara Translations) de um documento postado no Avia-Sim explicando como se desenhar de modo prático uma CAM para centralizar gimbal de joystick.

Em resumo, esta CAM proposta no documento - que tem a premissa de ser linear (a da VKB variável, para adicionar "feel") - aparentemente usa a parte final (mais reta) da Curva Evolvente de um círculo com o mesmo raio do rolamento centralizador para pressionar este rolamento no lado da CAM mais próximo o seu pivô, e a parte inicial (mais curva) da Curva Evolvente para pressionar do lado oposto, por isso o perfil da CAM não é simétrico.

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@ Airwolf,

Por fim entendi o bendito "Ponto Zero", pela explicação invertida postada lá no forum - do jeito que estava no documento não iria fazer sentido nunca, pois a foto no texto era do processo concluido e não do passo inicial.

É um pouco mais "trabalhoso" - tem que diminuir os 0,3º dos 7,5º cumulativamente para cada inclinação da CAM. ´
Mas entendido este modo entende o oposto - o autor é bom na teoria, mas falha na explicação.

Para um sistema com CAM dupla basta mover os pontos da parte mais reta (oposta ao pivô) da CAM.

Agora é arrumar um software (for Dummies) que desenhe círculos por pontos e não por segmentos de reta como o Sketchup faz.

[21_Sokol1]

A "danca" dos pontos na CAM:

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Depois que o Ponto 0 (marrom) inclina 0,3º - para cima e para a esquerda - a cada nova inclindação de 0,3º ele leva mais dois pontos juntos - de 0,3º para 0,6º levou junto os pontos verdes, na próxima vai levar os azuis.

E assim sucessivamente, a cada nova inclinação mais dois pontos são adicionados ao grupo que inclina para a esquerda e sobe.

Quando inclinar os possíveis 7,5º (na 25ª vez) vai estar na posição posição do ponto amarelo.

E o restante dos pontos, cada um mais abaixo 0,3º vão desenhar a "Evolvente".

No tutorial está ao contrário, inicialmente o Ponto 0 subiu os 7,5º.
Em seguida os pontos verdes vão subir 7,5 - 0,3= 7,2º
Os azuis vão subir 7,2 - 0,3 = 6,9º
E etc.

[airwolf]

Sokol, vc é o Heisenberg do mundo dos joysticks...



Essa linha que vem do lado esquerdo, vem do centro do pivô da alavanca do suporte da mola?

O negócio é microscópico mesmo. Não dá para fazer sem máquina de alta precisão. O duro é que devem cobrar uma bela grana para fazer uma única peça.

Tô cogitando modificar o meu projetinho de gimbal para o Suncom e fazer o CAM. Mas, no chute mesmo e baseado naquele modelo compacto do vídeo que vc postou (https://drive.google.com/file/d/0ByGNC3 ... ef=2&pli=1)

[21_Sokol1]

Isso mesmo, a linha da esquerda é a "alavanca horizontal da CAM", centrada no seu pivô.

Mas não precisa "chutar", faça "engenharia reversa" do mecanismo funcionando.

No caso do modelo em V "deitado" - igual do vídeo no link - desenhe o "encaixe" do rolamento na posição central, com o sistema em neutro.

- Não use o mesmo raio do rolamento para o "encaixe" no centro, pois isso causará tranco quando o rolamento "encaixar" ali, use um raio um pouco maior, para diminuir a area de contato, não exagere ou ficará sem "feel" do centro.

Então incline o conjunto, basedo no pivô do gimbal do joystick, o máximo permitido, ex. 25º.
Isso vai deslocar o "encaixe" para frente e para baixo se inclinar para a esquerda e para trás e para cima se inclinar para a direita.

Agora incline a alavanca de suporte do rolamento o tanto permitido pela mola, ex. 7,5º.

- Observe no vídeo da CAM da VKB que a mola extende muito pouco, pois a alavanca é curta e o espaço restrito.
- O sistema tem que ser projetado baseado no valor de extensão da mola, que deve ser o mínimo possível.

Então com o rolamento centralizador nas posições extrema da sua inclinação, complete o "V" deitado. Igual fiz neste desenho:

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Os ângulos encontrados vão depender: do valor de extensão da mola, da distâcia entre o pivô da alavanca de suporte da mola e o centro do rolamento centralizador (que neste sistema não esta na alavanca do joystick, mas na alavanca de suporte da mola).

No Avia-sim recomendam não usar ângulo acima de 30º (O LocNar falou em 45º) ou o "peso" do sistema aumentará exponencialmente.

Isso se consegue com uma mola de menor valor de extensão e uma alavanca de suporte maior - o que é limitado pelo espaço disponível na base.

Essa "engenharia reversa" é o que faziam nos "tempos Jurassícos" da CAM - pre-Involute - veja o passo 2 e 3 nesta sequência (acho que do RiP Sukhoi):



Selecionou os pontos de contato do rolamento com a CAM (seguimentos azuis) na inclinação máxima do rolamento, e selecionou também o eixo vertical da alavanca da CAM o máximo de inclinação permitida pela mola, ex. 7,5º (linha azul), e então alinhou este eixo na vertical (centro), o que fez os pontos de contato com o rolamento se deslocarem para baixo e para a esquerda, o que é a posição da CAM com o sistema no neutro (centrado).

Assunto interssante.

BTW - O FreeCAD gera o tipo de arquivo necessário (DFX, DWG...) para o corte a Laser, e tem módulo 3D, resta saber se é "Dummies friendly".

http://www.freecadweb.org/?lang=pt_BR

Curioso é que o Debolesis (Eagle forum) usa o Sketchup para desenhar as peças de Warthog para impressão 3D na Shapeways, e ficam "redondas".

[airwolf]

Obrigado pela instrução Sokol!

Eu vou fazer o modelo básico primeiro, sem o CAM.
Sobrou um pedaço do tubo do suporte que é suficiente para eu criar um segundo protótipo. Neste segundo protótipo eu aplico o CAM. Você tem razão, esse assunto é interessante!

[21_Sokol1]

Uma boa idéia fazer primeiro o modelo com 4 molas opostas, seja duas por cada eixo (X,Y) ou as 4 fazendo um X no eixo do joystick.

Assim terá um sistema diferente para comparar com o "feel" da CAM quando fizer uma.

Esse sistema com 4 molas não foi usado em joystick comercial - só nos (caros) mod para o Cougar.
Mas foi (acho que ainda é) usado em joystick para simulação militar, pela predecessora da Bugeyetech, a High Rev Sim.

https://s16.postimg.org/c3nn7oc0l/Gimbal_X.jpg

[airwolf]

Sokol, dá uma olhada nos gimbal's nesses vídeos:

https://www.youtube.com/watch?v=sVMkTStSF1o[/video]

https://www.youtube.com/watch?v=GYEHeTIXiQ8[/video]

https://www.youtube.com/watch?v=e6rJbj_rtJY[/video]

[21_Sokol1]

Foi deste gimbal 3D-Printed que o Tche_loko usou o desenho da CAM na sua última criação.
O cara postou uma foto do perfil no DCSW, disse que talvez fosse compartilhar como desenhar, mas deve estar tentando patentear a idéia...

Mas estranha esta posição da mola no gimbal dele.

Já a "trapizonga" do primeiro vídeo - que só serve para helicopteros e mesmo assim não é ideal porque centraliza - não tem nada de inovação, é gambiarra mesmo.

Acho que isso aqui foi a versão "V1".

http://simhq.com/forum/files/usergals/2 ... g_0745.jpg

E por coincidência tinha visto uma foto da "V2" aqui no meu HD outro dia.

how to screenshot on windows 7

A vantagem dessas molas em X é que não deixa folga mecânica no centro.

BTW - Se for o mesmo "encanador", ele desmontou uns 2 ou 3 Suncom e acho que desistiu quando chegou no gimbal.

[airwolf]

Olá Sokol,

Aproveitei que hoje era feriado na minha cidade e fui em uma loja de parafusos em uma das cidades vizinhas.
Eles tem até algumas medidas de molas no site deles (http://www.casaraio.com.br/produto/mola ... -casa-raio). Anotei alguns códigos antes de ir. Ao chegar lá descobri que a medida da mola em repouso não correspondia ao comprimento total da mola, mas apenas ao enrolamento . Tudo bem, comprei duas que eu havia visto na lista mesmo assim: R$ 1,70 cada uma. O bom é que eles tem mola por metro (http://www.casaraio.com.br/produto/mola ... -de-tracao) que eles vendem em pedaços de até 10cm.
Já que eu tava lá, comprei um pedaço de 10cm de 0,8 X 6,0 e um de 0,8 por 0,8. R$ 3,50 e R$ 3,70 respectivamente.
Essa molas por metro não são galvanizadas, mas, qualquer coisa, se funcionar, depois eu passo uma graxinha de leve para evitar a ação da ferrugem ou outra coisa que previna a oxidação. Tem que fazer o gancho, mas, como a mola é uma novela a parte, pelo menos assim eu tenho mais margem para adaptar as medidas.
Comprei uns parafusos também, de 3/16", mesma medida dos rolamentos com flange que eu comprei do Ebay e tô esperando chegar. E comprei um disco de corte pequeno, para furadeira mesmo.
Eu me lembrei que a minha irmã tem uma serra tico-tico. Não está grandes coisas, mas eu emprestei dela e comprei duas lâminas para ferro. Cortei mais um pedaço do cano. Funcionou bem o corte.
Total do preju: R$ 19,00.





A de 0,8 X 6,0, puxando uma parte equivalente a 1cm, esticou até 3cm. A de 0,8 X 8,0, puxando uma parte equivalente a 1cm, esticou até 4,5cm.

[21_Sokol1]

Para o gimbal tipo Uber ou com molas em X estão com bom tamanho.

Para CAM é que precisará de molas menores, com baixa taxa de "esticamento", para limitar o ângulo de inclinação da CAM.

Mas não dão idéia do "peso" (em Kg/força) destas molas?

[airwolf]

Eu até perguntei para a balconista q me atendeu se ela sabia a especificação de força da mola. Ela olhou pra minha cara mais ou menos assim

[Hiagami]

Caso alguém se interesse pelo sistema com 4 molas é sempre bom ter mais uma opção.
https://www.youtube.com/watch?v=-JNjoF49p5o[/video]