Schwierige Berechnung für Stärke des Motors

**manuel_kaspar** · 22.10.2005, 19:03

Also ich hab glaub ich mal eine echt schwierige Aufgabe. Wir bauen einen Roboter, der Bäume fällen soll, dazu muss er den Baum erstmal hochfahren.
Das heißt wir brauchen Motoren, die jeweils 1 von 3 Walzen an den Baum pressen, es ist natürlich fatal, wenn die zu schwach sind, dann fliegt der Roboter runter.
Außerdem brauchen wir Motoren, die die Walzen Antreiben, also nach oben bzw. unten fahren. Aber die Berechnung für die Stärke der Motoren wird sicher sehr schwierig, wie gesagt auf den Walzen herrscht gewisser Druck von den Anpressmotoren und der Roboter selbst wiegt natürlich auch einiges, wie schwer er im Endeffekt ist ist noch nicht abzuschätzen.

Falls irgendjemand dazu in der Lage ist, wäre es echt Geil, wenn er mir eine Gleichung aufstellen könnte, die die Stärke des Motors (der Motoren) berechnen würde. Auch wie stark die Motoren für die Anpressung sein muss ist noch nicht klar.

Übrigens der Roboter muss natürlich nicht schnell sein.

**user529** · 22.10.2005, 19:36

WIE willst du die motoren anpressen?
meine idee wäre eine feder, noch am boden, mit einer gewindestangen-kniehebelpresse zu spannen und dann mit dieser kraft die rollen an den baum anzudrücken. (kniehebelpresse: http://www.1ro.de/dacia/tuning/logan-wagenheber.jpg statt dem auto eine feder)
vorteil des ganzen ist dass der druck auch bei unebenheiten fast konstant bleibt und auch ohne motorleistung erhalten bleibt.
nachteile ist hauptsachlich der platz (gewicht sicher nicht, denn herunterfallen ist unmöglich, schlimmstenfalls rutscht er durch und kommt nicht weiter)

mach ein paar sehr grobe skizzen von deinem bot und der mechanik (ein rad), denn davo hast du uns noch nichts erzählt
mfg clemens

**NRicola** · 23.10.2005, 08:00

Interessant wäre evtl doch das Gewicht. Hab ich das richtig verstanden, dass der Bot dann den Baum umschließt und sich mit 3 Rädern in ihm festkrallt wovon eines angepresst wird? (Müsste ja dann ein "aufklappbarer" Bot sein). Wenn der den Baum zersägen soll, dann muss natürlich eine ordentliche Säge an Bord, die entsprechend Saft saugt. Wie soll das mit der Energieversorgung laufen (Akku oder Kabel nach unten hängen lassen?) Das macht natürlich ein ordentliches Gewicht. Für welche Baumdurchmesser soll der denn vorrauss. geeignet sein? Es wird aber auch aufwendig dafür zu sorgen, dass genug Anpressdruck über die gesamte Baumhöhe gewährleistet wird, da ja bekanntermaßen der Durchmesser variiert.
Grüß
NRicola

**manuel_kaspar** · 23.10.2005, 12:53

Also das mit der Hydraulik wird glaub nicht so funktionieren, da denk ich mal der Platz bei weitem zu wenig ist. Und beim runterfahren bekommen wir glaub ich auch ein Problem, weil wir die Feder ja dann wieder spannen müssen.

Der Roboter ist erstmal für Bäume bis zu 10 cm Dicke geplant. Das Gewicht und die Mechanik steht leider noch nicht fest, da wir noch ziemlich am Anfang der Planung stecken. Außerdem wird das Gewicht sicher maßgeblich von der Größe und Anzahl der Motoren beeinflußt.

Ja der Bot ist aufklappbar und umschließt den Baum. Allerdings werden alle 3 Walzen angepresst. Das heißt der Bot krallt sich nicht wircklich fest, obwohl wir evt. Stachelwalzen verwenden werden.

Die Stromversorgung wird sicher per Kabel laufen. Da die Säge vermutlich 230 V brauchen wird.

Um immer genügend Anpressdruck zu gewährleisten ist geplant einen Kraftsensor oder ähnliches zu verwenden, da hab ich mich noch nicht wircklich schlau gemacht, da das ja auch erst genau entschieden werden kann, wenn fest steht, wie die Walzen angepresst werden.

Unten hab ich noch eine Zeichnung angefügt, wobei die nicht mehr vollkommen aktuell ist. Es wird keine Schiene geben in der der Arm fährt, sondern eher werden noch drei vertikale Walzen angebracht, womit der Bot seitlich um den Baum fahren kann. Außerdem ist auf der Zeichnung glaub ich die Anpressung noch mit Hydraulik vorgesehen, das ist inzwischen eben per Motoren vorgesehen.

**waste** · 23.10.2005, 16:47

Hier mal die Antwort zur eigentlichen Frage:
Die Leistung der Motore berechnet sich aus 2 Faktoren. Einmal um das eigene Gewicht hochzuheben und zum anderen die Reibungskräfte zu überwinden.

1. Leistung zum Hochheben:
P1 = F * v = m * g * v
m=Masse; g=Erdbeschleunigung= 9.8m/s²; v=Geschwindigkeit

2. Leistung zum Überwinden der Reibung:
P2 = µ * F * v
µ=Reibungszahl; F=Anpresskraft der Rollen

Gesamtleistung P = P1 + P2 + Reserve

Die Schwierigkeit ist wohl die Reibungszahl zu ermitteln, die hängt von den Rollen ab. Da müssen wohl Versuche durchgeführt werden.

Gruß Waste

**manuel_kaspar** · 23.10.2005, 18:37

Wow vielen Dank. Das ist echt super.

Hilft mir sehr weiter.

Ich werde mal noch versuchen die nötige Anpresskraft selbst auszurechnen. Falls ichs nicht hinkrieg meld ich mich nochmal.

**NRicola** · 23.10.2005, 18:47

Und genau da liegt glaub ich das Problem: Holz ist realtiv weich, beim Einpressen der Walzen kann man nicht nur von einer zu überwindenden "Reibung" ausgehen, man muss auch damit rechnen, dass der Motor auch eine Deformation des Holzes bewirken muss. Sprich die Reserve muss schon "etwas" größer sein.
Grüß
NRicola

**waste** · 23.10.2005, 19:12

Hinzu kommt noch, dass gewachsene Bäume nicht so rund und eben sind wie der Maibaum auf dem Dorfplatz. Die Rollen müssen also auch noch die Unebenheiten und übrig gebliebenen Astansätze überwinden. Das bedeutet, je stärker die Anpresskraft der Rollen, umso schwerer wird das Überwinden.

Waste

**NRicola** · 23.10.2005, 21:24

meine Idee wäre: die Räder mit einer Art (Stahl-)Band an den Baum zu pressen. Quasi wie ein Gürtel. Zum einen kann man so die Öffnung dazu missbrauchen den bot aufzuklappen (als wenn man sich die Hose an-/ausziehen würde). Zum anderen braucht man nur einen Motor zum festziehen. Die "Gürtelschnalle" könnte man mit ein paar Drucksensoren ausstatten, sodass in einem dickeren Bereich das Band etwas entspannen kann und in einem etwas dünneren Bereich das Band automatisch nachgezogen wird. Außerdem bleiben die einzelnen Räder scheinbar unabhängig voneinander - besser als der Vorschlag mit den zwei starren Rädern und dem einen festgespannten.
Grüß
NRicola