Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

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rubem
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Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

Beitrag von rubem » 06 Aug 2025, 23:45

(Deutsche Übersetzung im nächsten Beitrag)

Hi everyone,

I already have about three different ft projects I'm currently working on, so I started another one :D This is a model chopper that can actually fly around in a circle. It can hover, go up and down, and steer backward or forward depending on the tilt angle and rotor speed, just like the real thing. A slip ring transmits a variable voltage to the motor, a counterweight keeps balance, and the tilt angle is controlled pneumatically. The initial idea came from an arcade game I remember from my childhood. My research showed there were several similar games at that time, and the Jaycopter seemed to be a good starting point, so I used it as a reference.

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One of the biggest challenges was providing an effective way to tilt the helicopter nose-down and nose-up. My first attempt used a servo and two slip rings, but the whole thing was bulky and, as I feared, the servo became erratic and it never actually worked properly. The original game uses a cable similar to the ones used to transmit force to bicycle brakes. I don't have one, and could not realize a way to do it with ft. But... Thinking about the principle by which these cables work, something came to me: pneumatics! First I inserted a cylinder across the turntable hole, then tried all crazy ways of making the thing rotate. I used pulleys and gears, but it was very unstable. I also tried a slewing ring, but friction was prohibitively high. In the end I was able to make it work, albeit in a different way. A freewheel hub is attached to the turntable so the metal axle can travel up and down freely, and the cylinder simply goes on top of it all, attached to the axle via a clamp coupling.

In this project, friction is a major concern and must be reduced wherever possible. The classical fischertechnik way to transmit current to a split ring consists of a spring base 31307 attached to a block 15 (or spring-joint block 36223) and two metal contacts 31305, but this arrangement offers lots of mechanical resistance and the chopper would rotate very slowly around the central axle. Then I thought about some way to make flexible contacts, so I tried segments already cut from damaged drive springs 31028. (I assure you, no functioning drive springs were harmed in the process.) After a lot of tests, I found out that the rims of the metal rings are ideal: they show considerable less friction, and are also able to cope with the occasional wobbling from the slip ring. Now the helicopter can rotate freely.

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11_c71adce4.jpg (716.17 KiB) 749 mal betrachtet

The project is completely analog at this time, and it's already a lot of fun. But the original is actually a coin-operated game, complete with a timer, three landing pads with electrical contacts, tree-shaped obstacles, some logic to sense whether the chopper landed correctly or has hit an obstacle, plus a panel with indicator lights. (Some models even had numerical displays and more sofisticated targets.) This is much more complex to do, and I think this project would look very cool with ft relays and logic Silberlinge modules, but I don't own any of that. My version will probably use a digital controller. ;) Let's see.

Video

Here is a video so you can see it in action. I also have several other pictures and a list of parts that I'll post later on.

Best regards,

Rubem
Zuletzt geändert von rubem am 07 Aug 2025, 20:40, insgesamt 5-mal geändert.

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rubem
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Re: Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

Beitrag von rubem » 06 Aug 2025, 23:47

Hallo zusammen,

Ich habe bereits über drei verschiedene ft-Projekte, an denen ich gerade arbeite, also habe ich ein weiteres gestartet :D Dies ist ein Modell-Helikopter, der tatsächlich im Kreis fliegen kann. Er kann schweben, auf und ab gehen und je nach Neigungswinkel und Rotordrehzahl vorwärts oder rückwärts steuern, genau wie das Original. Ein Schleifring überträgt eine variable Spannung an den Motor, ein Gegengewicht hält das Gleichgewicht und der Neigungswinkel wird pneumatisch gesteuert. Die ursprüngliche Idee stammt von einem Arcade-Spiel, an das ich mich aus meiner Kindheit erinnere. Meine Recherche ergab, dass es damals mehrere ähnliche Spiele gab, und der Jaycopter schien ein guter Ausgangspunkt zu sein, also nutzte ich ihn als Referenz.

[Bild]

Eine der größten Herausforderungen bestand darin, den Helikopter effektiv nach unten und oben zu neigen. Mein erster Versuch verwendete ein Servo und zwei Schleifringe, aber das Ganze war sperrig, und wie ich befürchtet hatte, wurde das Servo unzuverlässig und funktionierte nie richtig. Das Originalspiel verwendet ein Kabel, ähnlich wie die zur Kraftübertragung auf Fahrradbremsen verwendet werden. Ich habe keins und konnte mir auch keine Möglichkeit vorstellen, es mit ft zu machen. Aber … Als ich über das Funktionsprinzip dieser Kabel nachdachte, kam mir eine Idee: Pneumatik! Zuerst habe ich einen Zylinder über die Drehscheibe geschoben und dann alle möglichen Methoden ausprobiert, um das Ding zum Drehen zu bringen. Ich habe Riemenscheiben und Zahnräder verwendet, aber es war sehr instabil. Ich habe auch einen Drehkranz ausprobiert, aber die Reibung war untragbar hoch. Schließlich habe ich es doch hinbekommen, wenn auch auf andere Weise. Eine Freilaufnabe ist an der Drehscheibe befestigt, sodass sich die Metallachse frei auf und ab bewegen kann, und der Zylinder wird einfach darübergelegt und über eine Klemmkupplung mit der Achse verbunden.

Bei diesem Projekt ist Reibung ein großes Problem und muss so weit wie möglich reduziert werden. Die klassische Fischertechnik-Methode zur Stromübertragung auf einen Spaltring besteht aus einer Federbasis 31307, die an einem Block 15 (oder Federgelenkblock 36223) befestigt ist, und zwei Metallkontakten 31305. Diese Anordnung bietet jedoch einen hohen mechanischen Widerstand, und der Chopper würde sich sehr langsam um die Mittelachse drehen. Dann überlegte ich, wie man flexible Kontakte herstellen könnte. Ich probierte bereits aus beschädigten Antriebsfedern (31028) ausgeschnittene Segmente aus. (Ich versichere Ihnen, dass dabei keine funktionierenden Antriebsfedern beschädigt wurden.) Nach vielen Tests stellte ich fest, dass die Ränder der Metallringe ideal sind: Sie weisen deutlich weniger Reibung auf und halten auch dem gelegentlichen Wackeln des Schleifrings stand. Jetzt kann sich der Helikopter frei drehen.

[Bild]

Das Projekt ist derzeit komplett analog und macht schon jetzt viel Spaß. Das Original ist jedoch ein Münzspiel mit Timer, drei Landeplätzen mit elektrischen Kontakten, baumförmigen Hindernissen, einer Logik zur Erkennung, ob der Helikopter korrekt gelandet ist oder ein Hindernis getroffen hat, und einem Bedienfeld mit Kontrollleuchten. (Einige Modelle hatten sogar numerische Anzeigen und anspruchsvollere Zielscheiben.) Das ist deutlich komplexer, und ich denke, dieses Projekt würde mit FT-Relais und Logik-Silberlinge-Modulen sehr cool aussehen, aber ich besitze nichts davon. Meine Version wird wahrscheinlich einen digitalen Controller verwenden. ;) Mal sehen.

Video

Hier ist ein Video, damit ihr es in Aktion sehen könnt. Ich habe auch noch einige andere Bilder und eine Liste der Teile, die ich später veröffentlichen werde.

Mit freundlichen Grüßen,

Rubem
Zuletzt geändert von rubem am 07 Aug 2025, 20:41, insgesamt 3-mal geändert.

atzensepp
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Re: Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

Beitrag von atzensepp » 07 Aug 2025, 10:41

Hello Rubem,

that is really interesting as the lift is generated by the rotor. You accomplish this by low friction and the counterweight.
The pneumatic control is very slick.
I was wondering if it would be possible to add another degree of freedom: the radius.

To do this: following needs to be solved:
1. 2d control of the helicopter (aside pitch also roll movement)
2. compensating moving counter weight if radius changes
3. lwo friction transfer 2 controls throguh axis. E.g. with swashplate or concentric axis

regards
Florian

DE:
Hallo Rubem,

das ist wirklich interessant, weil der Lift durch den Rotor erzeugt wird. Du erreichst das durch geringe Reibung im Schleifring und durch das Gegengewicht.
Die pneumatische Steuerung ist sehr toll.
Ich frage mich, ob es möglich wäre, einen weiteren Freiheitsgrad zu realisieren: den Radius

Dazu müssten folgende Dinge gelöst werden:
1. 2D Steuerung des Helikopters (neben Nick-Bewegung auch eine Roll-Bewegung)
2. Kompensierendes Gegengewicht, das sich mit dem Radius ändert
3. reibungsminimierte Übertragung von 2 Steuerungen durch eine Achse. Z.b. mit einer Taumelscheibe oder konzentrischen Achsen

Grüße
Florian

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steffalk
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Re: Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

Beitrag von steffalk » 07 Aug 2025, 17:10

Hello Rubem,

what a wonder full model idea! Great!

Best Regards,
Stefan

fisch-d
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Re: Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

Beitrag von fisch-d » 07 Aug 2025, 17:28

Vom Verfasser gelöscht.

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rubem
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Re: Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

Beitrag von rubem » 07 Aug 2025, 20:29

Hi,

Thanks for your compliments! @Florian, I'd not dare to say that controlling the radius is an impossible task, but it's probably beyond my mechanical abilities. Maybe a bigger model with two propellers would make it possible, I can't be sure. I imagine that the challenges would be almost unsurmountable to me.

Mind you, I already tried a four-bar linkage to keep the helicopter upright at all times like in the arcade games. I did it at least twice. The result had considerable extra friction (why? not sure), so the helicopter wouldn't fly to the top anymore, nor land on its own easily. So I gave it up, at least for now.

Articulated bar.jpg
Articulated bar.jpg (529.4 KiB) 525 mal betrachtet

Thanks again,

Rubem

---------------------------------- Google Translate

Hallo,

Danke für dein Kompliment! @Florian, ich würde nicht behaupten, dass die Kontrolle des Radius unmöglich ist, aber es übersteigt wahrscheinlich meine mechanischen Fähigkeiten. Vielleicht wäre es mit einem größeren Modell mit zwei Propellern möglich, ich bin mir nicht sicher. Ich stelle mir vor, dass die Herausforderungen für mich fast unüberwindbar wären.

Allerdings habe ich bereits eine Viergelenk-Kupplung ausprobiert, um den Helikopter wie in den Arcade-Spielen immer aufrecht zu halten. Ich habe es mindestens zweimal versucht. Das Ergebnis war eine erhebliche zusätzliche Reibung (warum? Ich weiß nicht genau), sodass der Helikopter weder nach oben fliegen noch leicht von selbst landen konnte. Also habe ich es aufgegeben, zumindest vorerst.

[Bild]

Nochmals vielen Dank,

Rubem

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rubem
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The video

Beitrag von rubem » 07 Aug 2025, 20:45

Video

Here's the link to the video again:
Hier ist noch einmal der Link zum Video:

YouTube video

msedge_Oym893SzUo.png
msedge_Oym893SzUo.png (118.21 KiB) 513 mal betrachtet

atzensepp
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Re: Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

Beitrag von atzensepp » 08 Aug 2025, 19:01

Hello rubem,

I was thinking a little bit about the balancing problem. Perhaps a balance bar in which the helicopter and its counterweight move in opposite directions by a string. Unfortunately the BS15's slide with a bit too much friction yet due to the clamping with paper.
HS1.JPG
HS1.JPG (48.64 KiB) 394 mal betrachtet
Florian

EDIT:
Klemmung nicht durch Papierstückchen. Diese verkeilen die Stangen und die Reibung steigt. Mit Muffen geklemmt lassen sich die BS15 von Hand leicht verschieben. Und die Waage bleibt bei Verschiebung in Balance. Aber vermutlich ist die Reibungskraft immer noch zu groß, um vom Propeller überwunden zu werden.
HS2.JPG
HS2.JPG (56.01 KiB) 291 mal betrachtet
EDIT 2:
Noch leichtgängiger. An der Reibung durch die Umlenkrollen muss noch etwas gefeilt werden. Sie schleifen an der Halterung.
HS3.JPG
HS3.JPG (57.22 KiB) 289 mal betrachtet
EDIT3:
Reduzierte Reibung mit doppelten Umlenkrollen.
HS4.JPG
HS4.JPG (55.22 KiB) 287 mal betrachtet
Etwas unschön ist die Neigung zur Vertwistung der Metallachsen durch das Drehmoment, das von den "Auslegern" mit den Seilbefestigungen herrührt.

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rubem
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Re: Flying helicopter with ft (in circles) / Hubschrauber mit ft fliegen (im Kreis)

Beitrag von rubem » 11 Aug 2025, 00:45

Hi Florian,

It's great that you're trying to work on your concept. I'll be delighted to see your own helicopter model. I see the radius change as a big challenge, but you might as well start with a basic model like mine and proceed from there. Please keep us updated!

Thanks,

Rubem

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