Mono Wheel Bot

[Murdoc_mm]

Der rote Statorring der die Laufrollen hält sieht zwar schick aus, der Bestrebung den Schwerpunkt möglichst weit nach unten zu legen kommt er aber nicht sehr entgegen.

Richtig. Ich glaube das ist nur am schnellsten zu zeichnen gewesen. Eher praktikabel sind 3 Alustangen oder -streifen auf beiden Seiten der Räder.

[Klingon77]

hi,

Warum nicht eine Rolle unten in der Mitte Antreiben ?

ich wollte unten zwei Rollen haben, um das Gewicht des Stator-Ringes auf die Lauffläche von zwei Rollen und zwei Lagerungen zu verteilen.

Man hält sich, mit beiden Rollen unten auch die Tiefste Stelle frei, um dort den/die Akku (´s) anzubringen. Der Platz ist dann nicht mit einer Rolle, Lagerung und Antrieb belegt. Niedriger Schwerpunkt.

die beiden unteren Rollen könnte man je mit einem Motor antreiben.

Hoj? Warum denn zwei Räder antreiben? Eines müsste doch voll ausreichen und bei zwei angetriebenen Räder ist der Schwerpunkt sehr viel schwieriger unten zu halten als bei einem angetriebenem Rad. Außerdem brauch man für zwei Antriebräder mehr Mechanik.

Da hast Du wahrscheinlich recht.
Der Gedanke bei zwei angetriebenen Rädern ist der, daß sich die Abnutzung der Antriebsräder, welche durch die Runde Lauffläche nur eine "Punktauflage" haben verringern sollte.

Das geht aber bestimmt auch mit einem angetriebenen Rad.

Die Abnutzung kann man verringern, indem man in der Motorsteuerung durch PWM eine "Rampe" in der Beschleunigung und beim Abbremsen "fährt".

Der rote Statorring der die Laufrollen hält sieht zwar schick aus, der Bestrebung den Schwerpunkt möglichst weit nach unten zu legen kommt er aber nicht sehr entgegen.
Oben bringt er selber Gewicht rein und unten blockiert er Platz an der tiefsten Stelle.
Oder sollen Akkus, Motoren usw. gleichmässig rechts und links vom Statorring verteilt werden?

Da hast Du sicherlich Recht!
Das Gewicht könnte man noch durch große Bohrungen im Bereich oberhalb der Antriebsplattform (muß ich noch zeichnen) reduzieren.
Das ist eine Gute Idee!
Dies würde ich aber erst ganz am Ende der Fertigung machen. Zuerst müssen alle Teile angebaut sein, sonst könnte es passieren, daß ich keinen Platz mehr habe um notwendige Schrauben/Gewinde anzubringen.

Da wir noch kein Rad haben, sind die Maße auch noch nicht fest.

Akku´s und Motoren können auf der Plattform gleichmäßig links und rechts verteilt werden.

Wenn die Verteilung nicht zu 100% symetrisch ist, dürfte dies auch kein Beinbruch sein. Es sollte in der Grundkonfiguration mit Hilfe der Position des verschiebbaren Ausgleichgewichtes kompensierbar sein.
Dies wird dann einfach ein wenig mehr nach einer Richtung ausglenkt.

anbei noch eine Skizze mit einer gedachten Grundplatte. Diese wird an den Stator-Ring geschraubt.
Die Platte ist noch ohne Versteifungen oder Befestigungen ausgeführt.



Bild hier  


Hat jemand eine Idee, welche Rollen man zur Seitenführung des Stator-Ringes am äußeren Alu-Ring verwenden könnte?

Sie sollen:
* Im Durchmesser nicht so groß sein.
* Kugelgelagert sein oder eine diesbezügliche Lagerung zulassen.
* Mit Gummi oder einem nicht zu harten, verschleißfesten Kunststoff belegt sein.
* Weiterhin sollten sie, um den Verschleiß, der ja durch die Durchmesserzunahme des äußeren Alu-Ringes von innen nach außen sicher nicht gering ist, ebenfalls eine gewölbte Oberfläche aufweisen (Punktauflage).

Gruß, Klingon77

[recycle]

@ähM_Key

Wenn sich das Teil ausbalancieren soll (durch irgendwelche bewegten Gewichte oder Gyros), ist es aber glaube gut, wenn das ganze wie ein inverses Pendel, d.h. mit dem Schwerpunkt so weit oben wie möglich aufgebaut ist.
EDIT: Totaler Quatsch (es ist doch schon spät )...wie soll man denn dann vorwärts kommen...

Totaler Quatsch würde ich nicht sagen.
Vorwärtskommen müsste mit dem Gewicht oben eigentlich auch noch drin sein. Dann wäre es ja sowas ähnliches wie ein Balancierender Roboter mit sehr grossen Rädern. (als das was du vermutlich auch mit inverses Pendel meinst)
Um Vorwärts zu kommen und die Balance in Fahrtrichtung zu halten ist man auf die Massenträgheit angewiesen. Dafür ist's günstig, wenn der Schwerpunkt möglichst weit weg von der Drehachse liegt.
Der Abstand nach unten ist natürlich immer begrenzt, daher baut man beim balancierenden Roboter in die Höhe.

Wenn das Innenleben beim Monowheel komplett innerhalb des Rades bleiben soll ist hier natürlich nach unten genauso viel Platz wie nach unten.
Wenn man nach unten baut nimmt man auf jeden Fall schon mal den Vorteil mit, dass das Ding mindestens in Fahrtrichtung eine stabile Lage (stabiles Gleichgewicht kennt).
Wenn die nicht rotierende Masse im Verhältnis zur Masse des Rades gross genug ist, kann man sich dadurch eigentlich auch das Ausbalancieren in Fahrtrichtung sparen.
Wenn man möglichst hohe Beschleunigung erreichen will und der Innenteil nicht "pendeln" soll, wird man allerdings doch in Fahrtrichtung balancieren müssen.

Im Vergleich zum balancierenden Roboter oder inversen Pendel kommt beim Monowheel aber noch dazu, dass es auch quer zur Fahrtrichtung kippen kann.
Da liegt das Zentrum der Drehung (des Kippens) dann an dem Punkt, wo das Rad den Boden berührt. Da dürfte es dann wie beim inversen Pendel wieder vorteilhaft sein, wenn der Schwerpunkt möglichst weit oben liegt.
Der Vorteil besteht allerdings darin, dass das Ding wegen der Massenträgkeit langsamer kippt, je weiter der Schwerpunkt oben ist.
Beim inversen Pendel heisst das, man hat mehr Zeit gegenzusteuern.

Das Gegensteuern durch Bewegung in Kipprichtung wie man es beim inversen Pendel macht scheidet hier allerdings aus.
Einfach umkippen lassen ist aber wohl auch nicht die Lösung
Wie die Lösung dafür letztendlich aussehen soll ist ja scheinbar noch nicht entschieden.
Wenn es Stützräder werden, ist es günstiger wenn der Schwerpunkt unten ist. Wenn die Kippneigung durch Gewichtsverlagerung ausbalanciert werden soll, könnte ein hoher Schwerpunkt wieder vorteilhafter sein.

Ich glaube um das alles so richtig abzuschätzen müssen erst noch mehr Details her.

Daher ist Klingons Vorgehensweise einfach mal was zum drüber Nachdenken vorzulegen schon der beste Weg.

[Sternthaler]

Hallo Monowheeler,
als erstes einmal: Klasse Idee.

Als Beitrag folgender Vorschlag:
Warum nicht doch ein komplettes Rad mit Speichen benutzen?
Wenn man auch noch die Gabel (natürlich ohne Lenker) dranläßt, hätte man eine 'Kabelbrücke' von der einen zur anderen Seite.
Gewichte, also Akku, Motoren, Elektronik usw., werden dann rechts und links an der Achse/Gabel aufgehängt und 'baumeln' einfach so nach unten.
Um das Ganze auf Fahrt zu bringen, müßte über ein an der Achse befestigtes Zahnrad per Kette und unten 'baumelnden' Motor angetrieben werden.
Mit dem Lenken des Ganzen, könnte es eventuell gehen, wenn oben auf der Gabel ein Gewicht nach rechts oder links verschoben wird.

Das Konstrukt würde erst einmal den Innenzahnkranz überflüßig machen.

Auf alle Fälle weiterhin gute Ideen und viel Erfolg.
Gruß Sternthaler

[recycle]

anbei noch eine Skizze mit einer gedachten Grundplatte. Diese wird an den Stator-Ring geschraubt.
Die Platte ist noch ohne Versteifungen oder Befestigungen ausgeführt.

Muss die Grundplatte vor und hinter dem Rad überstehen?
Praktisch stört das sicherlich nicht. Ich finde aber optisch nimmt es das einem Mono-Wheel irgendwie einiges an Witz.
Ich weiss nicht wie ich richtig ausdrücken soll, irgendwie nimmt es dem Mono-Wheel den "Einfach nur ein Rad"-Effekt, wenn es in der Seitenansicht niicht mehr völlig rund ist.

[ähM_Key]

@recycle: Hm, stimmt, man kann ja auch dynamisch losfahren...immernoch spät

Schade, dass ich die Videos nicht mehr finde...ich glaube u.A. die Russen haben so einen Robo schon vor vielen Jahren mal gebaut.

[Klingon77]

hi recycle,

nun verstehe ich das mit dem hohen Schwerpunkt ein wenig besser

Angenommen der Schwerpunkt würde oben liegen, dann müssten wir aber zwei Achsen ausbalncieren.
Einmal in/gegen die Fahrtrichtung
Einmal seitlich zur Fahrtrichtung

Um dem seitlichen Kippen entgegenzuwirken hätte man, bedingt durch den größeren Weg sicherlich mehr Zeit. Die Amplitude der Auslenkung des Ausgleichgewichtes müsste dann aber ebenfalls größer ausfallen - oder?

Ich glaube ein Pendeln des Innenteiles in/gegen die Fahrtrichtung ist nicht zu vermeiden und sollte auch weiter nicht schlimm sein.
Bei den "großen", bemannten Monowheels wird das auch in Kauf genommen.

Ist die Beschleunigung/Verzögerung allerdings zu groß, überschlägt sich das Innenteil. Die Richtige "Rampe" zum Beschleunigen/Abbremsen ist, denke ich, durch Versuche leicht zu ermitteln.

Stützräder sind in der Erprobungsphase ein Muß, später aber sollte es ohne gehen, bzw. sollten sie ab einer gewissen Geschwindigkeit eingefahren werden.

Ein zusätzliche, schnell drehende Masse sollte ebenfalls zur Stabilität, insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten beitragen.

Den Stator-Ring habe ich (vorab) bewußt so gewählt. Man hat erstmal viel Platz zum "dranschrauben". Am Ende kann man sich dann, wie oben beschrieben um eine Gewichtseinsparung an den richtigen Stellen kümmern.

Gruß, Klingon77

Nachtrag:

Ist ja echt was los heut Nacht \/

Komme mit den Antworten gar nicht nach...

die Grundplatte muß vorne und hinten nicht überstehen. Zumindest nicht rechteckig.
Der innere Kranz sollte steif genug sein, um links und rechts zwei Platten anzubringen.
Ich habe sie nur so groß gehalten, damit ich erst mal alles draufbekomme was draufsoll.
Die entgültigen Maße richten sich dann nach dem An- Aufbau der restlichen Teile.

Hallo Monowheeler,
als erstes einmal: Klasse Idee.

Als Beitrag folgender Vorschlag:
Warum nicht doch ein komplettes Rad mit Speichen benutzen?
Wenn man auch noch die Gabel (natürlich ohne Lenker) dranläßt, hätte man eine 'Kabelbrücke' von der einen zur anderen Seite.
Gewichte, also Akku, Motoren, Elektronik usw., werden dann rechts und links an der Achse/Gabel aufgehängt und 'baumeln' einfach so nach unten.
Um das Ganze auf Fahrt zu bringen, müßte über ein an der Achse befestigtes Zahnrad per Kette und unten 'baumelnden' Motor angetrieben werden.
Mit dem Lenken des Ganzen, könnte es eventuell gehen, wenn oben auf der Gabel ein Gewicht nach rechts oder links verschoben wird.

Das Konstrukt würde erst einmal den Innenzahnkranz überflüßig machen.

Auf alle Fälle weiterhin gute Ideen und viel Erfolg.
Gruß Sternthaler

Geht natürlich.
Der Schwerpunkt wäre dann aber wieder sehr weit oben und man müsste das Rad auch in / gegen die Fahrtrichtung ausbalncieren.

Gruß, Klingon77

[Sternthaler]

Der Schwerpunkt wäre dann aber wieder sehr weit oben und man müsste das Rad auch in / gegen die Fahrtrichtung ausbalncieren.

Stimmt natürlich.
Ein weiteres Riesenproblem dürfte es auch geben, wenn das 'baumelnde' Zeug an der Gabel einen Überschlag machen würde. Dann wäre es wohl aus mit einer Lenkung.

Und ausserdem, wie recycle gerade schreibt, geht dann ja auch der "Einfach nur ein Rad"-Effekt verloren.

OK, ich werde aber weiter mitlesen und mich über eure Ergebnisse freuen.

Gruß Sternthaler

[sigo]

Hallo,
an ein normales Rad habe ich auch schon gedacht.
Der "Coolnessfaktor" / Desgnfaktor leidet aber doch ein wenig.

Wenn hatte ich gedacht, das Rad ohne Gabel zu verwenden und einfach beidseitig Teile an die Nabe zu bauen.

z.B.:

1. Seite Antriebsmotor, Akku
2. Seite seitliche Gewichtsregelung / Gyro, Elektronik, (Akku)

Die Radnabe müsste dazu sinnvollerweise hohl sein.
Die Konstruktion würde sehr vereinfacht.
Das Design könnte ggf. leiden. Muss aber nicht zwingend.

Sigo

Ergänzung:
Wenn man beide Seiten-Lasten mit einem Antrieb versehen würde, sodass sie nicht starr mit der Nabe verbunden wären, könnte man sie gegeneinander verschränken und so wahrscheinlich die Lenkung auch durch den Impuls realsieren.

[lpw]

Die Idee mit dem Fahrrad reifen ist nicht schlecht finde ich, mein Vorschlag:
Bild hier  

Wobei das Schwarze das Rad ist, das dunkel Blaue ein Rahmen (ganz dünn, nur damit die beiden arme nicht gegenseitig schwingen und damit eine Verbindung besteht), das Grüne der Motor, der mit einer Fahrradkette an der grauen Achse befestigt ist (müsste man wegen der Übersetzung gucken), und das gelbe ein Akku.
Zur seitlich Stabilität könnte man dann einfach die roten Platten hin und her bewegen z.B. in dem man an den hell blauen Punkten einen servo hat oder man hängt noch unter die Platten gewichte (Akkus), die man seitlich verschieben kann .