Fahrwerk für Roboter

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Fahrwerk für Roboter

Beitragvon Lars » 05 Feb 2017, 22:41

Hallo zusammen,

ich wollte mal meine erste eigene Konstruktion nach mehr als 30 Jahren ft-Pause vorstellen. Es handelt sich um ein vierrädriges lenkbares Fahrwerk für einen Greifroboter.
Bild

Die Spezifikation:
  1. vierrädriges, lenkbares Fahrwerk
  2. Federung erstmal nicht vorgesehen
  3. Antriebe durch Encodermotore, da die Steuerung durch TXT-Controller erfolgen soll
  4. Übersetzungen und Radachsen aus klassischen Teilen (Metallachsen und Spannzangen-Naben), da ich den neuen Rastachsen kräftemäßig nur wenig zutraue
  5. "justierfreier Betrieb", d.h. es soll sich im Betrieb kein Baustein verschieben, auch nicht allmählich

Die folgenden drei Bilder zeigen die Lenkung, und zwar den maximalen Lenkeinschlag nach links und rechts, schließlich noch mal den maximalen Einschlag nach links von vorn betrachtet:
BildBildBild
Das dritte Bild zeigt, wie die Drehscheibe auf dem linken Schenkel durch eine (aus meiner Sicht) neuartige Feder mit der Drehscheibe fest verbunden ist. Daß die Drehscheibe auf der Drehachse des linken Schenkels sitzt, spielt für die Kraftübertragung also keine Rolle. So kann die Lenkungskinematik ganz zwanglos durch eine Drehbewegung gesteuert werden. Die Kinematik erfüllt die geometrischen Bedingungen für eine hemmungsfreies Fahren in jeder Position zumindestens ungefähr.
Für die Steuerung der Lenkung sind Endlage- und Mittelstellungskontakte hilfreich für den Betrieb. Da schon die Drehscheibe bei maximaler Lenkbewegung von einer auf die andere Seite keine ganze Drehung ausführt, könnte man die Achse gegen eine längere tauschen und die Taster durch Nockenscheiben bedienen lassen. Die elegantere Alternative wäre ein Spiegel aus dem em-Kasten an dem relativ monströsen Verbindungsbalken zwischen linken und rechtem Schenkel, der das Licht einer gebündelt strahlenden LED in jeweils einen von drei Fototransistoren lenkt.

Ansicht des hinteren Bereiches mit dem Antrieb:
Bild
Als angetriebene Hinterachse dient das klassische walzenförmige Differential, da es Metallachsen hat. Die sind IMHO recht kurz geraten, was zu der relativ schmalen Spurweite des ganzen Fahrwerks führt. Bei sehr großen Kräften könnte man die Antriebskraft auf das Differentialgehäuse auch durch zwei auf einer gemeinsamen Achse sitzende Zahnräder übertragen. Das Zahnrad, auf das das Ritzel des Encodermotors arbeitet, sorgt dafür, daß das Fahrwerk ein wenig lang geraten ist.
Der Raum über dem Differential bietet weiteren Aufbauten Raum, etwa einem Drehschemel mit Antrieb.

Tja, es funktioniert - aber optisch macht es irgendwie nur wenig her; es sieht nicht cool aus. Es ist hoch, lang und dafür zu schmal und noch sind weder Controller und weitere Aufbauten untergebracht.
Auf der anderen Seite mußte ich meinem IR Control Set-Traktor nicht die Lenkungsteile nehmen. ;-)

Mit freundlichen Grüßen
Lars
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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon Karl » 06 Feb 2017, 09:44

Hallo Lars,
was hindert Dich daran das Ding breiter zu machen. Die Motore etwas tiefer positionieren und das Gerätchen wird flacher.
Mit einem freundlichen Gruss aus dem Ruhrgebiet
Karl

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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon giliprimero » 06 Feb 2017, 11:03

@ Karl,
die fehlende Breite ist hier den walzenförmigen Differentialen geschuldet, deren Metallstangen einfach nicht länger sind. Das schreibt Lars auch und ist auch auf dem Foto deutlich zu erkennen.
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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon steffalk » 06 Feb 2017, 11:18

Tach auch!

Zur Verlängerung: Da gäbe es:

a) Rastdifferential anstatt das ältere - bedingt aber anderen Antriebsaufbau.

b) https://ft-datenbank.de/search.php?keyw ... mmkupplung

c) https://ft-datenbank.de/search.php?keyword=achskupplung

Mindestens c) dürfte es nur noch gebraucht geben, und bei b) vermute ich es auch. *schnüff*

Gruß,
Stefan
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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon giliprimero » 06 Feb 2017, 13:18

@ Steffalk,
an die beiden Verlängerungen hatte ich auch schon gedacht. Die Klemmkupplung klemmt aber nur bedingt und bei Last rutscht sie durch, dagegen ist die Achskupplung recht lang. Dem zufolge müsste man dann das Differential aus der Mitte nehmen und auf eine Seite verlagern. Das Dilemma ist, Du sprachst es bereits an, dass man die Teile nur noch gebraucht bekommt. Das alte Differential ist grade mal um 10 mm länger, also nicht einmal eine Bausteinbreite.
Gruß, giliprimero
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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon Lars » 06 Feb 2017, 14:25

Hallo zusammen,

steffalk hat geschrieben:Zur Verlängerung: Da gäbe es:

a) Rastdifferential anstatt das ältere - bedingt aber anderen Antriebsaufbau.

... und hat Plastikachsen, habe im IR Control Set-Traktor.


An die habe ich auch schon gedacht, zumal ich ein paar davon habe und die auch sehr fest sitzen können. Es fragt sich bei denen aber immer, ob die verlängerte Achse dann noch zentrisch ist. Und vor allem muß ich dann gleich so verbreitern, daß das Resultat dann ästhetisch nur mit deutlich größeren Rädern befriedigt. Die würde ich aber beschaffen, mal sehen.


Die sind mir nun wirklich zu lang und Spannzangen können leichter durchdrehen.

steffalk hat geschrieben:Mindestens c) dürfte es nur noch gebraucht geben, und bei b) vermute ich es auch. *schnüff*

Ja, das ist ein Trauerspiel. Ich bin mal gespannt, wie lange die kleinen Nasen am Ende der Rastachsen überhaupt halten. Es gibt auch keinen aktuellen Motor-Ergänzungskasten, der Metallachsen entgegenkommt - ein schwerer Fehler IMHO.

Mit freundlichen Grüßen
Lars
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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon Karl » 06 Feb 2017, 20:19

Hallo,
und der FFM Stefan hat auch so einiges an mechanischen Zeugs auf Lager. :)
Wenn 5mm auf 4mm oder sonstwas, vielleicht hat er auch Distanzhülsen ?
Mit einem freundlichen Gruss aus dem Ruhrgebiet
Karl

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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon Harald » 06 Feb 2017, 21:49

Meine Erfahrung ist: wenn die "alten" Differenziale zu schmal sind, dann braucht man auch "ganz außen" noch eine Untersetzung, sonst taugt das nicht. Dann sind die Achslängen auch wieder zweitrangig, denn man muss irgendwie anstückeln.

Hier mal mit 1:4 Untersetzung an einem Knicklenker: http://ftcommunity.de/details.php?image_id=17316
--- Ich liebe es, wenn ein Modell funktioniert. ---
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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon Lars » 06 Feb 2017, 23:04

Hallo Harald,

Harald hat geschrieben:Meine Erfahrung ist: wenn die "alten" Differenziale zu schmal sind, dann braucht man auch "ganz außen" noch eine Untersetzung, sonst taugt das nicht. Dann sind die Achslängen auch wieder zweitrangig, denn man muss irgendwie anstückeln.

... das wäre auch noch eine Idee.

Entweder gewöhne ich mich in den nächsten Tagen an meine Konstruktion - sie ist ja immerhin kein Modell, sondern Bestandteil eines Roboters, der nicht einem konkreten Vorbild nachgebaut wird. Und sie hat ihre Vorzüge: Der maximale Einschlag der Lenkung kann sich IMHO sehen lassen und der Teil über dem Differential kann einfach verlängert werden. Andererseits sind bisher weder Akku noch Controller gut untergebracht.

Oder ich realisiere ein anderes Prinzip. Ich dachte noch an einen Antrieb, bei dem je zwei Räder hintereinander einen Antriebssatz ergeben, von denen links und rechts je einer angebracht wird. Es muß nur jeweils ein Rad jedes Paares angetrieben werden. Um zu lenken, muß der jeweils innere Antrieb einfach langsamer laufen; bei gegenläufigem Antrieb würde sich der Roboter auf der Stelle drehen. Dazu müßten sich die Achsen der Räder in den beiden Antriebssätzen allerdings gegen eine vermutlich weiche Feder radial einstellen können. Die Programmierung wäre so wie bei den Modellen des TXT Discovery Set und seinen zahllosen dreirädrigen Verwandten aus den Bausätzen.

Mit freundlichen Grüßen
Lars
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Re: Fahrwerk für Roboter

Beitragvon Lars » 07 Feb 2017, 23:15

Hallo zusammen,

die Endabschalter für die maximalen Lenkeinschläge können deutlich leichter als anfangs gedacht integriert werden, zur Verdeutlichung habe ich graue Teile verbaut:
Bild

Minimal ist also auf jeder Seite lediglich ein Minitaster und ein Baustein 15 erforderlich. Auf der anderen Seite des Fahrwerks kann trotz Getriebe genau die gleiche Anordnung verwendet werden.

Das Steuerprogramm wird die Lenkung beim Start immer zuerst nach links bis zur Endabschaltung einschlagen und dann ganz nach rechts ebenfalls bis zur Abschaltung. Während der Bewegung von links nach rechts zählt es die Impulse des Encodermotors und kalibriert sich damit. Aus der halben Anzahl der Impulse ergibt sich die Mittelstellung der Lenkung für Geradeausfahrt. Wegen der relativ großen Untersetzung dürfte das deutlich genauer als die Kraftübertragung selbst und andere Lagerspiele sein.

Mit freundlichen Grüßen
Lars
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