Stellgenauigkeit von Modellbauservos

Ich fürchte, das du schon etwas mehr Power brauchst, um einen stabilen Arm zu bauen.

Wenn hier auch viel Gegenwind kommt, so sollte dich das nicht abhalten, an der Hand zu arbeiten. Je schwieriger das Projekt, desto mehr läßt sich lernen.
Schaue dir mal an, was andere schon an Armen gebaut haben, auch daran läßt sich vieles an Fehlern vermeiden. Die meisten Arme sind irgendwann zu einer Art Wackel-Kränen mutiert, die selbst Pinnoccio nicht gerne angeschraubt bekommen hätte.

Was man allerdings auf jeden Fall bei so einem Projekt lernt, ist Respekt für Mutter Natur und ihre Fähigkeiten in Punkto Mechanik :)

Gruß MeckPommER

Zitat:

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Zitat von hounter

@jeffrey: beim mechA hatte ich mehrere Vorlesungen im VD, aber von einem "berühmten" Eppler war nie die Rede (oder ich war nicht da... *g*)

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http://www.uni-stuttgart.de/uni-kuri...nalia/p86.html
http://www.segelflug.de/segelflieger...us/Phoenix.pdf

Zitat:

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Zitat von MeckPommER

Was man allerdings auf jeden Fall bei so einem Projekt lernt, ist Respekt für Mutter Natur und ihre Fähigkeiten in Punkto Mechanik :)

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Die ist ihr schon lange sicher!

Zur Zeit stecke ich leider noch viel zu tief im Prüfungsstress (eigentlich sollte ich gar nicht hier sein...:-b ), aber danach werde ich mal ein wenig experientieren und mich langsam vortasten...

Ich habe Dir ein Bild von einem meiner Devotionalien (verstaubt, steht bei mir oben auf einem Schrank) gemacht. Das hochaufgelöste ist im Bild verlinkt (bleibt aber nur heute am Server).

.......................Bild hier  

Hier siehst Du, wie Antriebe drehmomentsparsam angebracht werden können. Übrigens ist diese Anbringung auch sehr gut für hochdynamische Geräte, weil das Trägheitsmoment um die wesentlichen Gelenke schon vom Konzept her reduziert wird (mrquadrat). Das Bild ist leider etwas farbstichig, da ist vom letzten Foto ein fester Weißabgleich, der hier nicht passt. Die beiden Antriebe für die TCP-Plattform werden über Hohlwellen nach vorne geführt. Über die Gelenkkette musst Du Dir Deine eigenen Gedanken machen :). Übrigens ist dieser Typ schon reichlich betagt, heute werden viele Roboter nach ähnlichen Konzepten gebaut.

Viel Glück bei den Prüfungen und immer nur die Fragen, auf die Du eine Antwort weißt.

Oh man, mir geht dieser Roboterarm einfach nicht aus dem Kopf :)

Danke für das Bild oberallgeier, so ähnliche Ansätze hatte ich, nur eben nicht so ausgereift. Und Hohlwellen wären doch zu exklusiv...

Ich denke ich bleibe trotzdem vorerst bei den Servos und versuche mich erst einmal an einer möglichst spielfreien, steifen und leichten Mechanik, die nicht einfach nur wackelig ist, und arbeite mich anschließend in die Programmierung ein. Dann wird sich zeigen was die Servos so bringen. 1% würde heißen ca. 4-5mm Genauigkeit, das soll mir vorerst reichen.
Interessant ist auch die elektrische Seite, da bei 5 Servos unter Vollast sicher 3-4A Spitze benötigt werden könnten. Muss mal schauen was solche Netzteile kosten...

Die Hand möchte ich erst erweitern, wenn der Rest funktioniert.

Danke für eure Tips!


Gruß hounter

Zitat:

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Zitat von hounter

... 5 Servos unter Vollast sicher 3-4A Spitze ... was solche Netzteile kosten ...

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Ich mache immer wieder Reklame für die (häufig) herumliegenden, alten Netzteile von Notebooks. Die bringen 4, meist 5 A, bei 14 bis 19 V. Ich benutze eines mit 14V/5A zum Laden der Autobatterie, hab eines mit 16V / 5A für Experimentierplatinen mit 7805 etc. Na ja, auch ein paar alte Industriegeräte (5V/6A) - aber die benutze ich praktisch nie.

Bei meiner rennenden Coladose habe ich zwei 7805 eingebaut für verschiedene Verbraucher - das scheint mir eine gute und recht preiswerte Lösung zu sein. Den 7805 in TO220 bekommr ich bei CSD für 18 Zent - und dort ist der Versand ziemlich billig. Kann man natürlich auch gern teuerer einkaufen.

Hallo hounter,

heute habe ich mal mit nem Getriebehersteller/Joint Venture lange und ausführlich gesprochen. Ein weitgehend (absolut ist nix auf der Welt) spielfreies Getriebe, 0,5 ... 1,4 Nm, Querschnitt 20mm*20mm, L=58mm, Preis (jetzt bitte hinsetzen) : dreistellig (und vermutlich keine 1 vorne), ich habe aber kein konkretes Angebot für kleine Stückzahlen eingeholt. Mit 13mm*13mm, L=47mm gibts dann das Kleinste bis 0,3 Nm.

Die hübschen Lieferquellen von Getrieben dieser Bauart aus der (Massengut-) Automobilzuliefersektion stehen (noch) nicht zur Verfügung - da hat man solche Getriebe (noch) nicht.

hi,

@Oberallgeier:
Da hast Du ja wieder ein feines Teil gebaut.

Lass das Foto des Arms bitte stehen [-o<
Da kann man sich viel abschauen, auch wenn ich bei weitem nicht alles verstehe.



Wenn Gewicht und Stromverbrauch nicht die größte Rolle spielen würde ich zu Schrittmotoren neigen. Zumindest im Grundgelenk (Hauptdrehachse).

Schrittmotoren haben schon mal 200 Steps/Umdrehung.

Dein Arm soll 500mm lang werden.
Bei 0,5mm Auflösung ergibt sich eine Schrittzahl von 3140 Schritten im Grundgelenk.

Übersetzungsverhältinis:
3140 / 200 entspricht 15,7:1

Du bräuchtest also ein entsprechend steifes Getriebe mit dieser (oder höherer) Übersetzung.

Schrittmotoren können auch ohne weiteres und recht günstig im sog. Halbschritt, Viertelschritt, Achtelschritt betrieben werden.

Dein Übersetzungsverhältnis sinkt dann; das Getriebe wird leichter und günstiger.

Parallel zu den Teilschritten sinkt aber auch das Drehmoment und die Genauigkeit.

Besser wäre ein Vollschritt oder zumindest Halbschrittbetrieb.



Ein Schrittmotor läuft sehr sicher (bei entsprechender Ansteuerung ohne Schrittverluste) mit Drehzahlen bis zu 150 / 300 1/min.

Wenn wir auf der sicheren Seite bleiben wollen und 150 1/min annehmen macht er 2,5 Umdrehungen/Sekunde.

Um den Schrittmotor sicher zu positionieren ist eine Beschleunigungs- und Verzögerungsrampe im Fahrverhalten sinnvoll.

Um dem Rechnung zu tragen könnten wir die Drehzahl auf (grob) 2 Umdrehungen/Sekunde reduzieren.

Das ist schon recht flott für ein Grundgelenk mit einem 500mm Arm.

Dies bedeutet aber im Umkehrschluß, daß man den Arm noch genauer positionieren könnte; z.B: 0,25mm bei 1 Umdrehung / Sekunde oder 0,125mm bei 0,5 Umdrehungen/Sekunde.


z.B: durch ein 30:1 oder ein 60:1 Getriebe im Grundgelenk.

Und dann wäre er immer noch verdammt schnell für ein Hobby-Gerät.


Das schöne an dem Schrittmotor im Grundgelenk ist, daß Du Dir die Stärke des Motors wahrlich raussuchen kannst.
Der Motor mit seiner Masse müsste evtl. noch nicht einmal mitgedreht werden.




Zum einfachen spielfreien Getriebe sind mir auch schon zu den verschiedensten Gelegenheiten unterschiedliche Ideen durch den Kopf "geschossen".
Ziel ist es zu gewährleisten daß das Getriebe immer nur eine Seite der Zahnflanke tangiert.


Bleiben wir beim Grundgelenk:

Es wäre kein Problem dieses mit einem geführten Gewicht und einen Seilzug an der Drehachse spielfrei (Spielarm) zu gestalten.

Der Robbi in dieser Größe steht sicherlich nicht auf dem Boden.

Nach unten wäre also noch Platz.


Eine andere Möglichkeit ergäbe sich auf einfache Weise mit einer Pneumatischen Dämpfung und Seilzug.

Dies würde die zu beschleunigende und verzögernde Masse reduzieren.

Eine kleine Drucklufteinheit mit Druckminderer im System sollte doch für einen gleichbleibenden Druck im Zylinder, bei unterschiedlichen Stellungen, ausreichen oder habe ich da einen Denkfehler?


Als Grundgelenk-Lagerung für Deinen "Hobby-Robby" könnte beispielsweise ein günstiger Drehteller genügen.
In etwa in der Bauart wie sie allenthalben unter den Fernsehgeräten stehen.
Als Getriebeadaption würde sich ein Innenzahnkranz z.B: von www.maedler.de anbieten.
Eine 60:1 Übersetzung könnte man ggf. auch mit einem Schneckentrieb einstufig lösen.



Falls in meinen Gedankengängen etwas falsch sein sollte, bitte ich um Berichtigung.

Ist alles nur grob überschlagen und auch nur ansatzweise "durchdacht".




@Oberallgeier:

weiter oben hast Du ausgeführt, daß der Schleifer des Poti´s nur 3,6 mü breit sein dürfte.

Das kann ich nicht ganz nachvollziehen.

Theoretisch müsste es doch gleich sein, wie breit der Schleifer ist.

Wenn er weiterwandert ändert sich zwangsläufig auch der Widerstand.

Wenn sich der Widerstand ändert muß die Auflösung im analogen Sinne unendlich groß sein (Mechanik und Ungenauigkeiten der Kohle/Metallschicht mal außen vor gelassen).

Entsprechend Deiner Ausführung müsste ansonsten ein handelsübliches Poti nur eine sehr geringe, stufige Kennlinie aufweisen.

Denkfehler meinerseits?

Bitte um Berichtigung.


liebe Grüße,

Klingon77



PS: Sorry für den wieder viel zu langen Text... O:) :cry:


PPS: Statt Schrittmotoren kann man selbstverständlich auch normale DC-Motoren mit Encoder verwenden.
Dann kann man die Auflösung bis auf (glaube ich zumindest) 2000 Schritte/Umdrehung steigern.
Die Ansteuerung und Auswertung im geschlossenen Regelkreis ist aber aufwändiger als die Schrittmotor-Ansteuerung im offenen Regelkreis.

Zitat:

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Zitat von Klingon77

... @Oberallgeier:
weiter oben hast Du ausgeführt, daß der Schleifer des Poti´s nur 3,6 mü breit sein dürfte.
Das kann ich nicht ganz nachvollziehen.
Theoretisch müsste es doch gleich sein, wie breit der Schleifer ist. ...

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Du hast natürlich recht - es geht hier genaugenommen (nur) um die Positioniergenauigkeit. Das war mir hinterher aufgefallen, aber ich hatte es (Bequemlichkeit/Nachlässigkeit/achhaltso) nicht korrigiert. Sorry.

Zitat:

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... feines Teil gebaut ...

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Das stammt aus meiner Zeit der Roboter-/Software-Entwicklung.

Stimmt, für die Drehachse (und Schultergelenk?..) könnte ich eigentlich einen Schrittmotor verwenden. Das Gewicht spielt hier keine Rolle und der Verbrauch bei statiornärem Betrieb eig auch nicht sonderlich. Habe jetzt auch den wiki Artikel zu Schrittmotoren durchgelesen, mit der Elektronik ist die Ansteuerung ja noch einfacher als bei den Servos. Dafür müsste man allerdings die Anfahrrampen genau berechnen um Schrittverluste zu vermeiden...

Zitat:

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Um dem Rechnung zu tragen könnten wir die Drehzahl auf (grob) 2 Umdrehungen/Sekunde reduzieren.
Das ist schon recht flott für ein Grundgelenk mit einem 500mm Arm.

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Damit berücksichtigst Du aber noch nicht die von Dir eingebaute Untersetzung. 2,5U/s bei 15:1 würde heißen für eine Umdrehung 6 Sekunden. Arg viel langsamer sollte es eigentlich nicht werden...[-o<


Gruß hounter