Nitinol

[MicroTex]

ooh, danke manf, scheint also doch irgendwie zu gehen.
werd mir dieses paper mal in aller ruhe anschauen. sieht nach ner langen lektüre aus

gruss MicroTex

[MicroTex]

jup, habs gelesen, merci für das dokument

leider hab darin ich keine antwort darauf gefunden, wie beim lara-bot (oder allgemein) man die zugkraft kontrolliert. im dokument ist nur die steuerung des stomes beschrieben und vorallem die limitierung des stromes.

mich würde interessieren, wie man die gedächtnislegierungs-drähte closed-loop kontrollieren kann. die drähte sind viel zu ungenau um sie open-loop zu steuern, also braucht es irgend eine information zur aktuellen drahtlänge (per sensor oder vielleicht auch per drahtwiderstand) um sie zu korrigieren.
was gibt es da für techniken, die sich dafür eignen? hat jemand erfahrung damit?

[NobodyTI]

also bei heise hieß es ja das bei lara der drahtwiderstand zur positionierung genutzt wird...

Da die Kontraktion gleichzeitig eine Verminderung des Ohmschen Widerstandes in den Fasern bewirkt, kann man diese Widerstandsänderung gleichzeitig als Positionssensor nutzen. Zur Steuerung lernen die Wissenschaftler den Roboter an – die Gliedmaßen werden in die gewünschte Position gebracht und die Widerstandswerte der Muskeln gemessen: Um die Bewegung dann auszuführen, stellen die Mikrocontroller den Strom in den Muskeln so ein, dass die gewünschten Widerstandswerte erreicht werden.

[MicroTex]

jup, habs gesehen, aber nicht wirklich verstanden...

der widerstand verringert sich aus zwei gründen und aufgrund unterschiedlicher ursachen:
1: Geometrisch: durch die kontraktion wird der draht kürzer (aha ) und dicker, wodurch der widerstand des drahtes kleiner wird. bei max 8% kontraktion erwarte ich da niht mehr als 10% widerstandschwankung.
2: Materialtechnisch: wie im dokument von Manf beschrieben, verringert sich der widerstand beim übergang vom martensitischen zum austenitischen materialzustand. dies macht wie beschrieben ca 20% widerstand aus.

mein problem dabei: das sind zwei phänomene, die beide den widerstand beeinflussen, aber von mir aus gesehen nicht zwingendermassen von einander abhängig sind.
ein beispiel: wenn der draht fix eingespannt ist und sich eigentlich nicht zusammenziehen kann. der draht wird erhizt und die materialumwandlung geschieht...
-->??... der widerstand verringert sich aufgrund der materialumwandlung, doch der draht bleibt gleich lang.
möglich dass ich mich täusche, aber für mich ist diese widerstandsmessung nicht ausreichend um die länge des drahtes zu kontrollieren.
wenn nur geometrische veränderungen im spiel wären, ok, dann könnte man die widerstandsmessung direkt für die längenmessung einsetzen, aber so???

ich hoffe, dass ich da was falsch verstehe und mir da wer helfen kann

gruss MicroTex

[DrZoidberg]

ein beispiel: wenn der draht fix eingespannt ist und sich eigentlich nicht zusammenziehen kann. der draht wird erhizt und die materialumwandlung geschieht...

...und der Draht reisst.
Man darf den Draht nicht so einspannen, dass er sich nicht zusammenziehen kann. Das ist im Lara Bot sicherlich auch berücksichtigt worden. Das Ding ist so konstuiert, dass sich die Drähte immer vollständig zusammenziehen können, wenn sie das denn wollen. Vielleicht ist da noch eine Feder mit eingebaut.

[Manf]

Ein Bisschen geht schon in der Richtung mit Ansteuern und Messen, den Artikel selbst habe ich auch nicht, aber in der Richtung kann man ja noch etwas suchen.
Manfred

The variation of electrical resistance of near stoichiometric NiTi during thermo-mechanic procedures

PDF (91.4 KB)

X D Wu, J S Wu and Z Wang
Open Laboratory for High Temperature Materials and High Temperature Tests, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200030, People's Republic of China

Abstract. The variation of electrical resistance of near stoichiometric NiTi during some thermo-mechanic procedures was studied in this paper. The results show that when the R-phase does not exist in the near stoichiometric NiTi wire, the electrical resistance of NiTi wire increases linearly with the increase of strain at constant temperature. When a phase transformation or martensite reorientation takes place, the slopes of the electrical against strain curves are changed. During the cycles of tensile loading and unloading, electrical resistance of NiTi wire increases as the increase of the cycle numbers, but will stabilize after approximately 15 cycles. Furthermore, the possibility to use NiTi wire as a sensor in the intelligent materials system is discussed.

[MicroTex]

na, dieser artikel ist mir mit $30 doch etwas zu teuer "nur" um meine neugierde zu stillen

hab da noch was gefunden:
http://edocs.tu-berlin.de/diss/2005/musolff_andre.pdf
echt interessante anwendungen und auch eine analyse des widerstands in funktion der temperatur bzw länge. dies ist aber nur möglich wenn man die last genau kennt. das wollte ich ursprünglich auch mit dem gedankenexperiment des eingespannten drahtes erklären.

die last, die auf den draht wirkt ist bei robotern meistens unbekannt und sehr variabel, was schlussendlich diese messmethode stark einschränkt.

hab den artikel noch nicht durchgelesen, erst überflogen, werd mir aber sicher noch zeit dafür nehmen

gruss MicroTex

[Manf]

eine analyse des widerstands in funktion der temperatur bzw länge. dies ist aber nur möglich wenn man die last genau kennt. das wollte ich ursprünglich auch mit dem gedankenexperiment des eingespannten drahtes erklären.

So schnell habe ich es jatzt auch nicht gelesen, aber es muss ja nicht unbedingt eine Einschränkung sein, die Ausdehnung und die Kraft in Kombination zu messen.

Wenn es eine Anwendung gibt bei der man gerade diese Kombination benötigt spart man sich die sich einen Teil der Signalverarbeitung. ("positives Denken")
Manfred

[MicroTex]

jup, hab noch weitergelesen.
scheint also regelbar zu sein, wenn man das last-ausdehnungs verhalten des gegenstückes kennt.
dh: wenn der draht z.B. auf eine feder gekoppelt ist (lineares kraft-ausdehnungs-verhalten) kann durch widerstandsmessung die länge des drahtes bestimmt werden.
auch wenn die last nicht immer positionsabhängig ist (wie häufig in der robotik), gibt es also doch relativ viele interessante anwendungen.

und solange die präzision des aktors nicht allzu genau sein muss, kann man ihn ja auch open-loop ansteuern