Möbiusbahn

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atzensepp
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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 04 Nov 2023, 19:30

Hallo,
fishfriend hat geschrieben:
04 Nov 2023, 17:42
Hallo...
Schon klar.
Versuch mal etwas von der Spannung zwischen Vorderachste und hinterer Achse rauszunehmen, indem du bei der Feder mit den beiden roten Enden, noch einen Winkelstein zwischen dieser Feder und dem roten 30x15x5er Baustein reingibst. (unter dem Batteriekasten)
Mit freundlichen Grüßen
Holger
Wenn ich einen Winkelstein so einbaue, dass er z.B. in einem bestimmten Segment in der Strecke nach links ausgerichtet sein muss um die Spannung der Feder rauszunehmen und der Wagen einen Umlauf gemacht hat, so dass er auf dem Kopf steht, zeigt der Stein nach rechts und die Ausrichtung passt nicht mehr. Das meinte ich damit, dass sich der Winkelstein mitdrehen müsste. Oder meinst Du etwas Anderes?

Wenn die Spannung stört, muss man statt der Feder ein Kugelgelenk nehmen.
Florian

PS: Ein Shuttle mit Z30 am Motorausgang schafft inzwischen die Runde in 6s

atzensepp
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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 05 Nov 2023, 22:25

Ein Video der Möbius-Bahn mit einem schnelleren Shuttle:
https://youtu.be/954rJV10OXQ

atzensepp
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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 20 Nov 2023, 21:56

Bislang habe ich für die Möbiusbahn immer Vehikel mit einem Motor und starrer Antriebsachse gebaut. Dafür ist ein Differential notwendig, da sich ohne Differential die Achse verkantet und das Vehikel entgleist. Eine Achsschenkel-Lenkung (Ackermann-Geometrie) kann immer nur vorne verwendet werden.
Eine Achsschenkel-Lenkung an der Antriebsachse würde Achsgelenke erfordern, die dann mit normalen Fischertechnik-Bauelementen die von mir gewählte Spurbreite sprengt. Im Folgenden stelle ich eine kleine Entwicklungs-Serie vor, die von folgender beidachsiger Achsschenkel-Lenkung ausgeht:
Dublett_ASL.JPG
Dublett_ASL.JPG (1.45 MiB) 6427 mal betrachtet
Da ich den Antrieb beider Achsen mit einem Motor nicht hinbekommen habe also ein Versuch mit 2 Mini-Motoren, die gewissermaßen als Radmotoren fungieren und sich bei Lenkung mitdrehen:
Dual_Motor_PAra_Dublett_ASL_3.JPG
Dual_Motor_PAra_Dublett_ASL_3.JPG (1.53 MiB) 6427 mal betrachtet
Die Schraubenfeder dient dazu, den jeweils unten liegenden Motor etwas hoch zu ziehen.
Dieses Gefährt wurde ohne Gegenzahnräder am Antriebs-Dublett realisiert und treibt nur an einer Rolle. Es funktioniert, dreht aber durch, wenn das Gefährt vertikal steht (Räder oben und unten). Vermutlich kommt das auch durch die Ungenauigkeit der Bahn und den glatten Teflon-Schläuchen zu Stande.
Als nächstes ein Gefährt, das die zwei Motoren diagonal angeordnet hat (einer schiebt, der andere zieht). Dadurch, dass man nicht zwei Motoren hat, die sich in die Quere kommen, kann man jetzt auch wieder Zahnräder für die Antriebs-Dubletten einsetzen, die die klemmenden Antriebsräder gegensinnig antreiben:
Dual_Motor_Diag_Dublett_ASL-Z.JPG
Dual_Motor_Diag_Dublett_ASL-Z.JPG (1.52 MiB) 6427 mal betrachtet
Das voergestellte Modell arbeitet einigermaßen zuverlässig und kann auch mit Mini-Motoren angetrieben werden.
Als "Krönung" kommt die motorisierte Version eines bereits vormals vorgestellten Fahrgestells mit vier Rad-Quadrupeln, von denen an den Diagonalen jeweils ein XM-Motor sitzt.
Dual_Motor_Diag_Quad_ASL-Z.JPG
Dual_Motor_Diag_Quad_ASL-Z.JPG (1.55 MiB) 6427 mal betrachtet
Besonders knifflig waren die Rad-Gruppen-Aufhängungen, die man einerseits dicht an das Mittelteil klemmen muss und man keinen 15-er Lochstein dafür nehmen kann, da sonst die Achsklemmung den Rad-Paketen in die Quere kommt. (Die asymmetrische Aufhängung war nur ein Zwischenschritt, den ich wieder rausgenommen habe). Dann waren noch Lochplatten (grau) nötig, die das Verschieben der 15-er Lochsteine und der 7.5-er Steine verhindern, da die Klemmkraft der Federn, die die Räder auf die Schienen klemmen recht hoch ist. (Die sind hier 3D gedruckt. Man könnte sie aber auch aus einem dünnen Kunststoff-Plättchen oder gar Pappkarton herstellen)
RAH.JPG
RAH.JPG (1.18 MiB) 6427 mal betrachtet
Ich bin mir sicher, dass es noch weitere Möglichkeiten gibt. Vielleicht habt Ihr weitere Ideen.

EDIT: Ich könnte mir vorstellen, dass auch das funktioniert: eine starre Hinterachse mit zwei leistungsfähigen Motoren (ohne Achsschenkel-Lenkung) und Achsschenkellenkung an der Vorderachse und Regelung der Motoren in Abhängigkeit vom Lenk-Einschlag der Vorderachse (elektronisches Differential).

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 28 Nov 2023, 21:01

Das Shuttle mit dem XM-Motor ist momentan das beste Gefährt. Es ist schnell und so kräftig, dass es als Lok einen Möbius-Waggon ziehen kann, der über eine Kette verbunden ist. Der Waggon braucht keine Federn, da die Rollen nicht angedrückt werden müssen.
MBV-mit-Waggon.JPG
MBV-mit-Waggon.JPG (1.42 MiB) 6041 mal betrachtet
Eigentlich will ich als kleine Nutzlast eine Camera damit ziehen. Mal schau'n ob das klappt.

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steffalk
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Re: Möbiusbahn

Beitrag von steffalk » 29 Nov 2023, 12:51

WOW. Superstark.

atzensepp
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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 29 Nov 2023, 23:57

Für eine Achsschenkel-Lenkung an der Antriebsachse mit Differential eignet sich Jan's Gelenk-Element zusammen mit ein paar speziell designten Sonderteilen aus dem 3D-Drucker, um auf meine Schienenbreite von 100 mm zu kommen. Da dies nicht ganz möglich war, musste ich die Bahn mit je zwei 7.5mm-Steinen an jedem Halterungsring etwas spreizen.
RZ1.JPG
RZ1.JPG (1.33 MiB) 5875 mal betrachtet
RZ2.JPG
RZ2.JPG (1.27 MiB) 5875 mal betrachtet
RZ3.JPG
RZ3.JPG (1.31 MiB) 5875 mal betrachtet
Die Rast-Verbinder zwischen Differential und Kugelgelenk sind aus 4mm Messing-Rundstab gefeilt.
Ein kleiner Nachteil dieser Lösung ist allerdings, dass das Drehgelenk mit dem Kugelmittelpunkt fluchten muss und deshalb weiter innen liegen muss.

EDIT: Achsschenkel-Lenkung vorn und hinten erlaubt es, deutlich längere Vehikel zu bauen. Vorder- und Hinterteil sind nur durch ein axiales miteinander Drehgelenk verbunden. Die Radaufhängungen können fast beliebig kombiniert werden.
RZ4.JPG
RZ4.JPG (1.44 MiB) 5760 mal betrachtet

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 08 Dez 2023, 22:26

Als drahtlose Camera habe ich jetzt einen Raspberry PI 3 B+ mit Camera genommen, und dafür ein langes Shuttle gebaut.
Der RaspberryPi wird mit einer 5V-Akku-Powerbank betrieben, der unter den Wagen geschnallt ist.
picar3.jpg
picar3.jpg (917.41 KiB) 5196 mal betrachtet
picar4.jpg
picar4.jpg (861.67 KiB) 5196 mal betrachtet
picar2.png
picar2.png (496.59 KiB) 5247 mal betrachtet
Das Problem ist, dass die Camera nachgeführt werden müsste. Z.B. mit Hilfe einer Pan-Tilt-Plattform :roll:

EDIT: neue Bilder hochgeladen

juh
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Re: Möbiusbahn

Beitrag von juh » 09 Dez 2023, 18:06

Hi Florian, freue mich jedes Mal über Deine Updates, irres Projekt.

Die neueren Action Cams haben doch so Gimbles mit Nachverfolgungsfunktion, vielleicht kann man so was zweckentfremden?

vg
Jan

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 01 Jan 2024, 23:31

juh hat geschrieben:
09 Dez 2023, 18:06
Hi Florian, freue mich jedes Mal über Deine Updates, irres Projekt.

Die neueren Action Cams haben doch so Gimbles mit Nachverfolgungsfunktion, vielleicht kann man so was zweckentfremden?

vg
Jan
Hallo Jan,

könnte man probieren, wobei die Richtung von der aktuellen Neigung der Bahn abhängen sollte. Um den "Möbius-Effekt" zu erleben, sollte die Kamera immer versuchen, einen ganzen Ring ins Bild zu bekommen. Müsste mit dem Raspberry-Pi, OpenCV und 2 Servos funktionieren.

Übrigens habe ich mich mal mit der Assembly-Workbench von freeCAD auseinandergesetzt. Hier Dein modifiziertes Kugelgelenk in einem Möbius-Klemmlager:
Moebius-Lager4.PNG
Moebius-Lager4.PNG (246.61 KiB) 4999 mal betrachtet

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 29 Feb 2024, 21:33

Inzwischen habe ich mir den ft-Designer gegönnt und versucht, die Möbiusbahn und das Vehikel damit zu modellieren:
ft-designer-moebiusbahn.PNG
ft-designer-moebiusbahn.PNG (299.13 KiB) 4649 mal betrachtet
Die Schienen sind als Schläuche modelliert und per Programm erzeugt (das Format des ft-Designer-Modells ist gut verständlich)

Was ich noch nicht verstanden habe ist, wie ich Teile des Vehikel-Modells verdrehen kann ohne die Gruppe des Gesamtmodells aufzulösten:
Moebiusbahn-mit-Model2.PNG
Moebiusbahn-mit-Model2.PNG (267.87 KiB) 4649 mal betrachtet
Weiß jemand, wie das geht?

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von steffalk » 29 Feb 2024, 22:15

Hallo Atzensepp,

in der Symbolleiste am rechten Rand kannst Du das unterste Symbol deaktivieren ("Gruppierungsmodus"). So kannst Du mit Strg+Klicken Teile einer Gruppe markieren, ohne alle Teile der Gruppe zu markieren.

Gruß,
Stefan

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von Kali-Mero » 01 Mär 2024, 12:35

…und die Schlauch-/ Schienenhalter hast Du selbst designt? Sehr schick!

Grüßle
Der Kali

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 01 Mär 2024, 13:13

Hallo Stefan,
danke für Deinen Hinweis, die Gruppierung auszuschalten. Das bedeutet, dass ich jedes Bauteil für sich bewegen müsste.
Das Vehikel selbst besteht aus verschiedenen Baugruppen (Gruppen in Gruppe), die zusammen bewegt werden müssen. Also z.B. die Radgondeln.
Ich würde zwar gerne das Fahrzeug entgruppieren aber die Radgondeln als Gruppen belassen so dass ich sie einzeln bewegen kann.
Ich glaube, ich darf dann das Fahrzeug nicht als Gruppe importieren. Dann könnte es klappen.

Hallo Kali,
Schlauchhalter hatte ich als FreeCAD designed und wie in einer ft-pedia-Ausgabe beschrieben in den Designer integriert.
Ein Lessons learnt dabei: der Designer darf nicht unter Programme installiert sein, da ansonsten die erzeugten Files nicht richtig gefunden werden bzw. sichtbar sind (Vermutlich Sicherheits-Feature von Windows 10).

Die Schiene und die "Kontrollkreise" (gelb, grün) wurden als Schläuche per Python-Skript erzeugt und in das File integriert. Die Anschlüsse passen noch nicht ganz 100%ig was mich aber nicht stört.

Wäre natürlich interessant, ob man das Vehikel jetzt ich auch auf der Bahn bewegen lassen könnte. Dazu habe ich noch keine rechte Idee. Man bräuchte ein kinematisches Modell des Vehikels. Evtl. geht das irgendwie mit den Constraints.

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von Kali-Mero » 01 Mär 2024, 16:50

Hallo Florian,

tatsächlich wäre die passende Variante das Modell zu animieren, die Aminmation. Es gibt ja zwei Möglichkeiten, einmal die Kinematik-Engine, die Rotationen und Translationen fest vorgibt, oder die Animation, wo Du unterschiedliche Positionen in aufeinanderfolgenden Frames definieren kannst. Zweiteres ist mühsam, erlaubt aber freie Bewegungen in alle Richtungen.

Die „Animation“ verwende ich in der Regel für Abläufe, bei denen Bauteile unterschiedliche Bewegungsabläufe nacheinander machen… Wenn die Längsrotiation des Vehikels konstant im Verhältnis zur radialen Winkelgeschwindigkeit ist, könnte es auch einfacher mit der Kinematik gehen…

Ich werd da mal ein Beispiel basteln und testen.

Grüßle
Der Kali

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von Kali-Mero » 01 Mär 2024, 21:11

atzensepp hat geschrieben:
01 Mär 2024, 13:13
Ein Lessons learnt dabei: der Designer darf nicht unter Programme installiert sein, da ansonsten die erzeugten Files nicht richtig gefunden werden bzw. sichtbar sind (Vermutlich Sicherheits-Feature von Windows 10).
Das Programm darf schon unter „Programme“ installiert sein. Nur die neuen Teile (also auch die Eigenkreationen) finden sich dann in einem „Virtual Store“. Das scheint sowas wie eine Sandbox zu sein, damit man nicht irgendwelchen Schadcode in die Programme nachträglich eintragen kann. Dadurch wird es etwas frickeliger die relevanten Ordner für die einzufühenden Dateien zu finden. Aber das scheinst Du ja erfolgreich hinbekommen zu haben. Tolles Modell - eben auch virtuell. Topp!

Grüßle
Der Kali

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von Kali-Mero » 01 Mär 2024, 22:32

Hallo Florian,

gerade mal probiert: das mit der Kinematik geht recht einfach, wenn man zwei Rotationen überlagert:

https://youtu.be/VjJFmNLIAoM?si=iSGzXNbLfJF61msT

Schau mal, ob das das ist, was Dir vorschwebt.

Grüßle
Der Kali

Edit: Schick' mir gerne mal die Datei, es sollte recht flott gehen, das Wägelchen durch das Modell fahren zu lassen.

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Re: Möbiusbahn

Beitrag von atzensepp » 07 Mär 2024, 23:01

Hallo Kali,

habe erst jetzt gesehen, dass Du gepostet hast. Das sieht schon mal sehr gut aus.
Ich schicke Dir mal die Dateien.

Florian

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