Hydraulik im Bot

Zitat:

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... mit einem fehlenden Signal ... Notaus ausgelöst und trennt dann direkt die Batterie vom Rest ab ...

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Das klingt riskant und ist für Hydraulik möglicherweise gefährlich: ohne Hilfsenergie können Antriebe nachgeben, z.B. Ventile aufgehen etc., und dadurch den Schaden erst richtig groß machen. Da bringt eine FMEA zusammen mit Lektüre des Maschinenschutzgesetzes Licht in die Sache, sprich Stop-Kategorie.

Notaus-drücken ist manchmal garnicht so das Problem, viel problematischer kann es sein, nach Aktivieren des Zustandes die Maschine wieder ingang zu setzten. Auch das sollte bedacht werden. Ziemlich gut ist es nach meiner Erfahrung im Testbetrieb immer wieder mal möglichst zufällig (und grad dann, wenn man es vielleicht weniger möchte) den Notaus zu betätigen.

hexplorer: Das System war zu diesem Zeitpunkt gut getestet, allerdings wurde während der Fahrt ein Parameter getestet um "mal kurz was auszuprobieren". Eigentlich sollte der klare Menschenverstand sagen dass man so etwas nicht macht, aber wie das halt so ist ... :) Wir haben seither allerdings unsere Sicherheitsvorschriften überarbeitet, so wird unter anderem ein ganzes Protokoll von jeder Testfahrt angefertigt, und eine Checkliste der Sicherheitsvorkehrungen abgearbeitet. Der Bot wird normalerweise auch bei sehr geringen Geschwindigkeiten getestet, zwischen 4 und 8 km/h, dabei kann man gemütlich neben dem Bot laufen und auch den normalen Nothalt ganz gut erreichen. Ich selbst teste meine Software allerdings grundsätzlich wenn ich auf dem Bot sitze oder stehe, zumindest bei den erwähnten geringen Geschwindigkeiten. Ich war auch schon in einem Liegestuhl auf einem Anhänger hinter dem Bot beim Testen. Der Grund ist ganz einfach: Das Fahrzeug ist gefährlich genug um auf keinen Fall unsichere Software darauf testen zu wollen. Es wird also jede Software zunächst bei ausgekuppeltem Antrieb getestet. Hierbei dreht sich der Motor und die Reaktionen des Fahrzeugs werden korrekt getestet, ohne dass sich das Fahrzeug selbst unkontrolliert bewegt. Je nach Geschwindigkeit kann bei einem solchen Test das Fahrzeug geschoben, oder von einem Fahrzeug mit Anhängerkupplung gezogen werden.

Wir haben durchaus eine möglichkeit einen Nothalt auf zwei Arten ferngesteuert auszulösen: Zum einen per Handtaster, zum anderen über die Verbindung pber die auch ferngesteuert werden kann. Hierbei handelt es sich um eine redundaten W-Lan Verbindung mit Hilfe von 2 APs ( redundant, ein Nothalt wird auch bei Abbruch einer der Verbindungen automatisch ausgelöst). Dazu gehört auch, dass die Bremse pneumatisch offen gehalten wird. Bisher ( beim elektrischen Antrieb) wird im Falle eines Nothalt die Energie des vom Motor erzeugten Stroms vom Bremswiderstand verheizt, zusätzlich fällt über ein Magnetventil der Druck auf dem Bremssystem ab, sodass sowohl Betriebsbremse als auch Handbremse angezogen werden. Beim hydraulischen Antrieb soll der Motor mit Hilfe eines Bypasses direkt auf freilauf geschalten werden, ich denke die beiden Bremssysteme reichen auch so zum Abbremsen.
Wird der Notaus wieder gezogen ist das Fahrzeug sofort wieder einsatzbereit und kehrt in den ursprünglichen Betriebszustand zurück. Es beschleunigt sanft sobald der Bremsdruck wieder hergestellt ist. Die Stromversorgung zu den Servern, Steuergeräten und zur Funktechnik wird hierbei nie unterbrochen. Für den eingebauten Stromerzeuger gibt es jedoch auch einen getrennten Nothalt, welcher neben dem Stromerzeuger auch den Antrieb mit abschält. Dieser ist allerdings nur direkt am Fahrzeug erreichbar. Außer den Notschaltern existiert noch ein Schlüsselschalter, der den Antrieb deaktiviert. Das Fahrzeug kann zum Testen und daran Schrauben gestartet werden, aber das komplette 400V-System bleibt stromlos.

Der Notaus wurde schon zur genüge in allen auch nur erdenklichen Situationen gedrückt ;) Er hätte uns bei einem Wettbewerb sogar fast das Genick gebrochen. Beim euRathlon 2013 sind wir bei der Tunnelerkundung gegen eine große Mülltonne gestoßen und haben uns dabei unter anderem den Nothalt gedrückt. "Die beiden Notschalter vorn setzen wir leicht nach hinten versetzt an die Ecken, da werden sie nicht aus Versehen gedrückt." Ja, aber nur wenn vom Hindernis nichts absteht. In diesem Moment sind wir manuell gefahren, deshalb wurde das Hindernis im dichten Rauch nicht erkannt. Der eigentliche Grund für den Abbruch der Aufgabe an dieser Stelle waren jedoch Probleme mit dem Lenkungssteuergerät, welches zum damaligen Zeitpunkt etwas EMV-anfällig war und durch die Störungen durch den Antriebsmotor, verursacht durch den plötzlichen Lastanstieg bei der Kollision, gepaart mit der Tatsache, dass der Motor versuchte 15kW aus einem minderwertigen Billig-Stromaggregat zu ziehen gnadenlos ausgestiegen ist und sich auch per remotezugriff nicht neu starten lies.

[edit:] oberallgeier hat recht: Einer der ersten Nothalte ging ziemlich kritisch aus: Das Fahrzeug befand sich auf einer Steigung als der Frequenzumrichter durch falsche Parametrierung überlastet wurde. In diesem Fall trennt der Umrichter die Verbindung zum Motor komplett, sodass dieser gar nicht gebremst wird. Da in dieser Form der Notabschaltung zum damaligen Zeitpunkt die Bremse noch nicht angezogen wurde endete diese Notabschaltung in einer extrem gefährlichen Situation. Der Bot rollte mit ca 20 km/h rückwärts die schiege Ebene hinunter und wurde auf einer Wiese gebremst. Wir rechneten bereits mit diesem Verhalten, sodass nichts weiter passiert ist, jedoch bestätigt dies, dass eine Komplettabschaltung im Falle eines Nothalts eine katastrophale Idee ist.

Neuigkeiten zum Zylinder: Du hattest recht, das Ding ist deutlich überdimensioniert, ich bin gerade dran einen kleineren zu organisieren. Der Hub wird ca 100 mm betragen, Gesamtlänge 250mm + Befestigungen, Kraft wird gleich gemessen, damit kennen wir dann auch den Durchmesser :)

Hallo zusammen,

entschuldigt bitte, dass ich mich jetzt erst melde. Es gab leider einige Verzögerungen durch die Finanzierung des Ganzen.
Wir mussten aus Kostengründen leider auf eine Hydraulikpumpe verzichten, vielen Dank trotzdem für eure tolle Hilfe hier.
Der Umbau ist jetzt abgeschlossen und funktioniert soweit klasse.

Statt der Hydraulik haben wir das gleiche in Pneumatik realisiert, da ein großer Kompressor (10 Bar) bereits auf dem Fahrzeug vorhanden war.
Die Lenkung besteht aus einem Lenkgestänge, welches von 2 Pneumatikzylindern nach rechts und links gedrückt wird. Diese wasser- und staubdichten Zylinder sind genau gegenläufig zueinander befestigt, drücken also gegeneinander. Die Verschaltung sieht so aus, dass beim Drücken in eine Richtung jeweils die Kammern auf der gleichen Seite mit Druck beaufschlagt werden, während die andere Seite geöffnet wird. Im Stillstand sind beide Seiten beider Zylinder mit je 10 Bar beaufschlagt. So ist es laut den bisherigen Test sogar möglich in einem spitzen Winkel über einen Randstein zu fahren, ohne, dass die Lenkung sich selbstständig bewegt. Die Kosten für Zylinder, Ventile, Schläuche, Anschlüsse, das Lenkgestänge mit Lagern und einen weiteren Presslufttank beliefen sich auf ca. 1600€. Realisiert war der Umbau nach abgeschlossener Planung in 2 Wochen abendlicher Arbeit in der Werkstatt.
Die Regelung der Lenkung funktioniert mit Hilfe magnetischer Kolben und Halsensoren an den Zylindern recht gut, wie genau das Ganze endgültig regelt kann ich allerdings erst sagen sobald wir die Spur ordentlich eingestellt haben, da hat bisher die Zeit gefehlt.

Ein Video der Funktion des Ganzen folgt in Kürze (vermutlich irgendwann kurz nach dem 4.11.2014, wenn wir wieder einen größeren Praxistest hinter uns haben. Beil letzten Teslauf dachte leider keiner ans Filmen)

Falls Fragen auftauchen sollten werde ich gerne Bilder des Ganzen veröffentlichen.

Viele Grüße und vielen Dank :)
Michi

Hallo Michi, Schön wieder von Dir zu hören - und schön, dass es weiter ging. Wenn auch nicht so wie geplant.

Zitat:

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... Wir mussten ... auf eine Hydraulikpumpe verzichten ... ein großer Kompressor (10 Bar) bereits auf dem Fahrzeug vorhanden ...

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Na hoffentlich hat der Kompressor auch einen schönen, fetten, sehr fein abscheidenden Luftfilter. Wenn ich an das Einsatzspektrum denke, kann ich mir reichliche Mengen an schauderhaft ekelhaften Ruß- oder Staubpartikeln in der Luft vorstellen . . .

Hallo Oberallgeier,

ja, wir haben tatsächlich einen ganz ordentlichen, mehrstufigen Filter verbaut. Gerade bin ich dabei eine Überwachung für den Filterzustand zu überwachen. Ich denke an eine Messung der Leistung des Kompressors. Eventuell lässt sich ein Kennfeld der Stromaufnahme in Abhängigkeit des Kesseldrucks und des Filterzustands aufzeichnen. Ich werde über Weiteres berichten.
Ein weiteres Projekt ist gerade die Konstruktion eines neuen Filters der sich mit Pressluft automatisch reinigen lässt.
Gegen groben Schutz ist der Kompressor relativ gut versteckt und hoch verbaut. Wie genau der Kompressor verbaut ist siehst du in folgendem Bild:

[folgt gleich wenn ich bessere Internetverbindung habe]

Da ist der Tank des Kompressors neben dem roten Ladegerät im Heck erkennbar. Dahinter ist der Kompressor verbaut. Es soll noch ein weiterer Tank folgen, aber ich denke das hat Zeit.
Normalerweise sind an den Seiten entsprechende Seitenwände verbaut, die hier fehlen, weil auf der anderen Seite unsere fest verbaute, ausziehbare Werkbank für schnelle Reparaturen verbaut ist die hier benötigt wurde.
Für alle die sich wundern: Keine Sorge, die Straße auf dem Bild war eine gesperrte Privatstraße die wir befahren müssen um aus unserer Garage im Keller auf einen Anhänger zu fahren ;-)

So, entschuldigt bitte die Verzögerung, hier seht ihr die Lenkung in Aktion während eines Tests in einer steilen Garageneinfahrt im ferngesteuerten Betrieb, bei dem der Motorraum komplett offen war (also Radkästen um Ladefläche demontiert), um das Verhalten der Lenkung und des Antriebs beobachten zu können. Außerdem war zu beweisen, dass die Spritzufuhr zu den Stromerzeugern auch unter diesen Bedingungen noch einwandfrei gegeben ist. https://www.youtube.com/watch?v=4AN9NE4DB3w

Für die Überprüfung des Filterzustandes ist es das einfachste, den Unterdruck hinter dem Filter zu messen. Wenn der ansteigt, ist der Filter voll.

Hatte ich ganz vergessen zu erwähnen, ja, an den Stromerzeugern und am Kompressor werden Bosch BMP085 verbaut um die Drücke zu messen. Ein weiterer Sensor wird am Fahrzeug als Referenzdruck verbaut. So können Drücke (und Unterdrücke) relativ zum umgebenden Druck errechnet werden. Außerdem weiß LIA (ein Luftfahrzeug) dann noch genauer auf welcher Höhe sich ihr Referenzobjekt (Monique) auf der Karte befindet.

Nochmal vielen Dank für eure Unterstützung, es funktioniert echt klasse und wir sind sehr zufrieden :)

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Hatte ich ganz vergessen zu erwähnen, ja, an den Stromerzeugern und am Kompressor werden Bosch BMP085 verbaut um die Drücke zu messen. Ein weiterer Sensor wird am Fahrzeug als Referenzdruck verbaut. So können Drücke (und Unterdrücke) relativ zum umgebenden Druck errechnet werden. Außerdem weiß LIA (ein Luftfahrzeug) dann noch genauer auf welcher Höhe sich ihr Referenzobjekt (Monique) auf der Karte befindet.

Nochmal vielen Dank für eure Unterstützung, es funktioniert echt klasse und wir sind sehr zufrieden :)

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