Mono Wheel Bot

hi Mono-Wheel Gemeinde,

wird Zeit für ein kleines Update.


Die Querstreben, welche die linke und rechte Rahmenseite verbinden wurden ein wenig "gelöchert".
Dies geschah zum Einen zur Gewichtseinsparung und zum Anderen wegen der Optik.

Es war eine wilde bohrerei... :lol:

Dann sandstrahlen, lackieren und montieren.

Beim lackieren war es schwierig ein gesundes Verhältnis zwischen laufenden Farbnasen und ausreichend Farbe in den Bohrungen zu erreichen.

Die Farbe weigerte sich schlichtweg in die Bohrungen des 8mm dicken Teiles vorzudringen. :cry:

Weiterhin habe ich vier "Stoßstangen" für den oberen Bereich des Mono-Wheel´s gefertigt.
Natürlich auch wieder mit Bohrmuster.
Sie sind unterhalb der Antenne angebracht und überragen diese nach außen hin um einige Millimeter.

Von Vorne schaut es nun fast aus, als hätte das Rad Stummelflügel bekommen.
Na ja...
Mal schauen; evtl. bei der nächsten Version #-o

Um den unteren Bereich bei Sturz zu schützen fertigte ich ebenfalls vier Stoßstangen.
Dort sitzen ja die Zahnriemenscheiben und der Drehgeber in exponierter Lage.

Dazu verwendete ich Flachalu (40x3). Das Zeugs war gar nicht einfach zu biegen. Viel schwerer als ich dachte.
Es scheint mir eine halbharte Sorte mit Silizium und anderen Bestandteilen zu sein.

Die sichtbaren Stirnkanten habe ich ein wenig abgeschrägt und die Ecken gerundet.
Der waagerechte Teil ist auch etwas länger.
Die Teile werden dann stirnseitig an den Rahmen geschraubt.

Nun wisst Ihr auch, warum wir solch dickes Material verwendet haben. Man kann immer noch was an die schmalen Seiten schrauben.

Wenn alles reibungslos weitergeht, möchte ich das Mono-Wheel Ende nächster Woche unserer "Tante" Post mitgeben.

Anbei noch ein paar Fotos vom aktuellen Stand.


Liebe Grüße,

Klingon77

Also an sich finde ich das Projekt sehr gut, auch schön realisiert. Was mir allerdings garnicht gefällt ist die Motorenwahl. Alles sehr gute Verarbeitung, wirklich präzise und dann diese Conrad Kaffeemaschinen bei denen der Funkenschlag meilenweit zu sehen ist. Ich würde mich mal im ebay nach Faulhaber oder Maxonmotoren umschauen, das macht einen schönen ruhigen und präzisen lauf...


Gruss Stefan

Hi Gobstar,

mit Motoren kennen wir uns wohl beide (Murdoc_mm und ich) nicht so gut aus.

Der nun verwendete erfüllte die geforderten Spezifikationen in Bezug auf Leistung, Drehzahl und Getriebeabgangs-Lagerung.

Das Projekt verschlingt einige der "heisgeliebten" Euris, was uns dazu bewog bei der Motorenfrage nicht an die "Grenze" der Handlungskompetenz zu gehen.

Im EBAY hatte ich damals geschaut. Mehrere Tage über einen Gesamtzeitraum von mehreren Stunden und nichts gefunden, was richtig passend war.
Meine Frau meinte schon wir könnten unseren Fernseher abmelden und die Rundfunkgebühren sparen... #-o

Mal schauen, wie sie sich bewähren.
Ist ja auch für andere interessant zu sehen, was auf die Dauer dabei rumkommt.

Die Ausführung des Mono-Wheel´s betreffend hätte ich in einigen Bereichen gerne noch etwas genauer gearbeitet.

Dabei gab es zwei Probleme:

1) Die Planung/Konstruktion erfolg zeitgleich/zeitnah mit dem Bau.
Hat man sich einmal auf ein Konstruktionsmerkmal festgelegt konnte es passieren, daß man sich dadurch für weitere Planungen "Handschellen angelegt hat".

2) Im Bereich der Ausführung wäre mit einer CNC mit Sicherheit einiges genauer geworden.
Insbesondere bei den Streben hätte man mit (auch optisch) schönen Verstrebungen arbeiten können.

Das Rad vorab durchgeplant, gefräst, passt, funktioniert und sieht gut aus!


Das war hier, wegen der Vielzahl der Variablen (Antieb, Lenkung, Gewichtsauslegung, Federung, Sensorik usw.) leider nicht möglich.

Im Bereich der Lenkung war es sogar so, daß der Entscheidungsfindungsprozess (schreckliches Wort) mehrere Wochen in Anspruch genommen hat und nur dank den Mitgliedern des Forums überhaupt lösbar war.

Ich denke, dieses Projekt ist ein "Lernprojekt" für alle hier, die mitwirken und mitlesen.

Das Mono-Wheel (V2), sofern es denn gebaut wird, hat sicherlich ein anderes Gesicht und andere Motoren.
Denkbar wäre auch ein kleiner Brushless mit Wellenkupplung.

liebe Grüße,

Klingon77

PS: Was macht Dein Projekt? Geht es voran? Wann fällt der erste Span.

Bin echt fasziniert von dem Teil, der Konsequenz und der Kompromisslosigkeit in der Umsetzung!

Zitat:

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Zitat von Klingon77

hi,

habe mal nach innenzahnkränzen geschaut...

Gruß, Klingon77

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Moin moin Klingon und der Rest.
Kinderfahradfelge war auch mein erster Gedanke, Innenzahnkranz auch. :-) Ich habe da aber an eine (biegbare) Kunstoffzahnschine
gedacht. Fragt sich dann nur wie sich der Zahnabstand verändert b.z.w.
wie das passende Antriebszahnrad geformt sein muß. Als Führung
denke ich an einen Aluring mit aufgesetztem Alustreifen, also eine
Art T-Profiel auf dem dann auch der Zahnkranz kommt. Der Zahnkranz
diehnt dann auch als Seitenführung.

Tolle Idee übrigends.

Grüße Richard

hi Richard,

wenn ich mich recht erinnere haben wir die Idee mit der biegbaren Kunstoffzahnschine verworfen.

Bei dem Reifen, den ich gekauft habe gibt es eine Durchmesserverformung, welche ca. 1mm beträgt.

Die daraus resultierenden Maßabweichungen sind für eine Zahnradverbindung zu groß.

Dann müsstest Du die Antriebseinheit mit Federdruck gegen die gebogene Zahnstange drücken.
Das wiederum ist nicht unbedingt gut für die Zahnräder. Sie sollten eigendlich ein paar 1/100mm Luft haben.

Um die Unwucht auszugleichen könntest Du einen Alu-Ring drehen und diesen mit der Felge verbinden. Dort könntest Du die Zahnstangen anbringen.
Durch das Biegen der Zahnstange änderst Du auch deren Profil.
Inwieweit das bei einem Durchmesser von ca. 350 oder 400mm eine praktische Relevanz hat, kann ich nicht abschätzen.

Einfacher wäre ein Innenring auf dessen Innendurchmesser drei (oder mehrere) Roler-Blade Rollen laufen. Diese kann man dann mit Federdruck sehr gut an die Lauffläche andrücken. Die Reibung sollte ausreichen um das Rad zu drehen.

Wenn der Innenring stabil und sauber ausgedreht ist, könntes Du auch mit einem formschlüssigen System arbein und somit den Anpressdruck einstellen.

Als Seitenführung würde ich zu Kugellagern mit aufgeklebten Gummiring tendieren.
Alu auf Alu reibt nicht so gut. Es gibt auch immer einen unschönen schwarzen Abrieb.
Wenn es ganz dumm läuft, kann es auch "fressen"; ähnlich wie ein Kolbenfresser im Motor.

Bin mal gespannt auf Deine Version!

liebe Güße und viel Glück bei Deinem Projekt wünscht,

Klingon77

Hi MonoWheeler,

inzwischen ist die - weiss nicht wievielte - Version vom Software MonoWheel auf www.rasenrobo.de/monowheel/einrad.exehochgeladen. Die Wirkung der Pendel hat sich ungefähr bei jeder Version geändert, aber ich hoffe, dass ich mich der Realität zumindest annähere.

Inzwischen ist der Monowheel stabiler geworden. Die Wirkung der Pendel dagegen schwächer. Der MW beginnt noch immer nach einiger Zeit zu eiern. Der Autopilot, um das Pendeln zu dämpfen, funktioniert nicht mehr so gut wie in einer früheren Version. Aber hierfür sollte sich noch eine geeignete Regelung finden lassen. Man blickt von oben auf das Rad und die Bewegung des Innenteils ist im Rad sichtbar, wenn dies etwas gekippt ist. Der MW starten in leichter Schräglage mit 1 m/sec. Versucht man aus dem Stand los zu fahren, kippt das Rad allerdings bereits bei geringer Schräglage.


Bin wie immer gespannt auf den Vergleich mit der Realität!


Grüsse

Christian[/url]

hi Christian,

nun, kurz vor Beendigung meines Parts habe ich mir Deine Simulation runtergeladen und bin nach einer sehr unruhigen Nacht auf der Arbeit ein wenig Mono-Wheel gefahren.

Ich habe es mir vorher bewußt "verkniffen". Ich war ja voll auf die Hardware fokusiert; und das sollte auch so bleiben, bis diese fertiggestellt ist!

Wenn ich gewußt hätte, daß es so schwer ist das Teil zu steuern, hätte ich die Stützräder besser aus Stahl mit einer stählernen Halterung gebaut... ](*,)
Irgendwas zähes, z.B: V2a oder V4a (unkaputtbar). ](*,)


Spass beiseite.

Prima Simulation. Da steckt sicherlich viel Arbeit und "Gehirnschmalz" drin.

Eine gescheite Regelung kann mit Sicherheit viel schneller und feinfühliger agieren als jeder Mensch.

In der Ausbaustufe "ferngesteuert und noch nicht autonom" stelle ich es mir ähnlich wie bei modernen Verkehrsflugzeugen vor.
Fly by Wire.
Der Pilot macht dem (den) Bordrechner(n) lediglich Steuerungsvorschläge und der "Rechenknecht" entscheidet über den Sinn der Aktion.
Ein Übersteuern wird somit nahezu sicher vermieden.

Deine Simulation gibt Anlaß zur Hoffnung, daß Murdoc_mm´s Rad wirklich rollen kann!

Mit Deiner Simulation ist es auch anderen vergönnt, Mono-Wheel zu fahren.
Oder es wenigstens zu versuchen... \:D/
Zumindest sind die zahlreichen "Abstürze" nicht so teuer wie in der Realität.

liebe Grüße und nochmals Dank für Deine kompetente Unterstützung,

Klingon77

Hi,


also so pessimistisch würde ich es nicht sehen. Ich habe zwischenzeitlich ja auch einige Fahrten mit anderen Einstellungswerten gemacht. Danach wäre es wohl günstig die Pendel tiefer zu legen und doppelt so schwer zu machen oder die Pendellänge zu verdoppeln. Da Überkreuzen der Pendel sich ähnlich auswirkt wie eine gleichsinnige Bewegung der Pendel, könnte man ja - je nach dem wie die ersten Fahrten verlaufen, sprich, ob die Simulation überhaupt stimmt - beide Pendel verlängern und eins nach rechts und das andere nach links auslenken. Dabei kommt mir: Wenn man den Pendelstiel so biegt oder die Servos seitlich anbringt (an der schwarzen Querstrebe), dass das Pendel neben dem Aufsetzpunktes des Rades liegt, könnte man ja unten am Pendel ein kleines Rad anbringen und das als Stützrad verwenden. Vielleicht kann man also Pendel und Stütze kombinieren. Währen der Fahrt werden beide Pendel wie Flügel hochgeklappt und man steuert indem man ein Pendel nicht zur Seite wegbewegt, sondern einfährt ! Das Rad müsste dann auf die Seite kippen auf der das Pendel noch oben steht. Starke und schnelle Servos braucht´s wohl.

Die Frage wir sein, wie der Regelkreis ausgelegt sein muss um das Pendeln zu dämpfen.

Auf alle Fälle besteht noch viel Potential. Irgendwie ist das Rad sicherlich auch zum Kurvenfahren zu kriegen. Fahren tut´s ja schon.


Christian

hi Christian,

die Umbauten, welche Du beschreibst grenzen schon an eine V2 des Rades.

Einfacher und ggf. in die erste Version zu integrieren wären zwei Schwungscheiben.
Wir hatten ja mal (müsste irgendwo in der Mitte des Thread´s stehen) zwei Schwungscheiben angedacht; uns dann aber doch für die Pendellösung entschieden.
Die Option für die Schwungscheiben ist noch offen.
Dazu bedarf es einer Plattform, die man als Modul einbinden kann.
Die Platine(n) an dieser Stelle müsste man dann verlegen; sollte aber auch kein großes Problem sein.

Wenn ich die Daten noch richtig im Kopf habe:
Masse ca. 900Gramm/Scheibe
Hebelarm: ca. 65mm im Radius zur Hochachse
Höhe der Welle über dem Boden: (geschätzt) ca. 100mm
Drehzahl(max.) ca. 2000 1/min
Antriebsmotor: ca. 20W
Wirkungsgrad: ca. 50-60% (pessimistisch aus dem hohlen Bauch heraus.)

Mal schauen...

Ich bin echt gespannt, wie ein "Flitzebogen" was aus dem guten Stück wird, wenn ich´s mal fertig hab. :mrgreen:

Es ist auf jeden Fall eine steuerungstechnische Herausforderung!
Ein wenig beneide ich Murdoc_mm. Ich wünschte, meine Elektronikkenntnisse wären etwas umfangreicher.
Dann hätte ich es behalten #-o und weitergebaut(-forscht :idea: :cheesy: ).


liebe Grüße,

Klingon77

Hallo,

ich hoffe, dass wir uns nicht mißverstanden haben. Mit Pendel einfahren meinte ich nicht etwa durch einen 2 Servo bewegen, sondern nur mit einem Servo unterschiedlich weit zur Seite schwenken. Hätte gedacht, dass dies nicht so eine große Änderung wäre. Ist nur ein Vorschlag für eine weitere Möglichkeit der Steuerung, da die Höhe der Pendel auch einen Einfluss auf die Steuerungsmöglichkeit hat. Z.B. wäre dann ein Balanzieren im Stand möglich und man könnte aus dem Stand anfahren. Würde halt zusätzliche Servohalterungen seitlich am MW erfordern und längere Pendel. Auf das Rad kann man ja vorerst verzichten.