Mobile Offroad-Platform [Archiv]

lukepower

10.02.2006, 16:49

Hallo allerseits!

Ich wollte euch mein aktuelles Projekt vorstellen. Es handelt sich um ein Roboter, den ich möglichst vielseitig einsetzen möchte, weshalb ich zuerst die mobile Plattform aufbaue, und dann sukzessive mit Sensoren und Elektronik ausstatte ;)

Die Grundfläche wird ca. 1m x 1m betragen (gemessen an den Rädern), jedes Rad ist einzeln lenkbar und hat einen eigenen Motor, der 1.100 Ncm bei ca. 50 U/min liefert :P

Im Anhang findet ihr die Skizze, wie ich die Aufhängungen machen möchte (alles aus Alu). Bin mir noch nicht so sicher, ob das ein guter Weg (federt der richtig? ;) ) ist, Kommentare sind immer willkommen.

Servus

Lukas

HannoHupmann

10.02.2006, 17:46

Federung kann ich da bisher noch keine erkennen, auch ist es offroad immer so ne Sache mit Hindernissen. Bis zu einer bestimmten höhe wirst du keine Probleme haben aber dann wirds kritisch. Du musst ausserdem noch den Antrieb in deinen Rädern oder der Aufhängung unterbringen. Das schaut auf der Zeichnung so schön aus, kann aber Praktisch wegen dem Platzbedarf der Motoren spannend werden.

Die Idee an sich ist aber nicht schlecht.

mfg hanno

lukepower

10.02.2006, 17:49

Hallo Hanno,

ja, die Motoren sind am Rad untergebracht (auch wenn diese auf der Skizze fehlen). Am mesiten Kopfzerbrechen macht mir noch die Lenkung. Ich wollte die Räder von oben (der Zylinder simbolisiert dies) mittels eines starken Servos drehen. Nur wie ich genau Rad und Aufhängung beweglich und doch stabil zusammenhänge weis ich noch nicht.

Bzgl. Aufhängung: Ich dachte teilweise an eine Rocker-Bogie-Artige Aufhängung. So eine wie der Shrimp hat (jeweils 2 Rockers seitlich plus vorne und hinten ein Rad), erschien mir allerdings etwas zu aufwendig.

Vielleicht fällt mir da noch was 'gscheideres ein ;)

HannoHupmann

10.02.2006, 18:05

Naja ich hab noch ein ähnliches Projekt im Kopf aber da macht mir auch die Aufhängung noch Probleme das führt sogar so weit, dass ich überleg nicht doch bei meinem hassgeliebten Beinen zu bleiben.

Jo das nächste Problem ist mit den Servos. Bring die mal alle dazu, dass sie dir in der Richtung bleiben wie du sie eingestellt hast, weil bischen verziehen und schon fährt der Roboter im Kreis. Sprich du brauchst hier auf jedenfall ne Rückmeldung wie die Position des Servos ist (Poti anzapfen oder gleich Digitalservos).
Der Aufbau deines Roboters ist an und für sich nicht so schwer sprich das meiste Geld und Arbeit solltest wirklich in die Aufhängung der Räder stecken.

mfg Hanno

PS: Für die Aufhängung überleg dir am besten bis zu welcher Hindernishöhe dein Roboter drüber kommen soll und dann schau ob du ne Konstruktion dafür findest.

lukepower

11.02.2006, 08:28

Digitale Servos? Ich dachte, der einzige Unterschied zu den analogen liegt in der Korrigiergeschwindigkeit. :-s Kann man da auch die Position auslesen?

UlrichC

11.02.2006, 08:48

Jo das nächste Problem ist mit den Servos. Bring die mal alle dazu, dass sie dir in der Richtung bleiben wie du sie eingestellt hast, weil bischen verziehen und schon fährt der Roboter im Kreis.

Das dürfte nicht seine Hauptsorge sein ;-)
Wenn er die Servos statisch an Rad bindet sodas Dein Beitrag zum tragen kommt, braucht er eher einen guten Großhändler für Servos...
Die Zahnräder des Servos fliegen ihm nämlich um die Ohren :-$

... der Servoweg muß gefedert werden. Bei Direktansteuerung muß eine Federkuplung dazwischen ;-)

Ansonsten find ich das Projekt interessant... ich hab so ein Fahrwerk (Rahmenkonstruktion nur etwas Grösser) mal auf einer Messe gesehen.

Nice Greats,
Chris

lukepower

11.02.2006, 09:23

Hallo Ulrich!

Kannst Du mir mal etwas genauer erklären, was du damit meinst? Ich war nämlich die ganze Zeit unsicher, wie ich die Lenkung und die Aufhängung gestalte. Ich dachte, dass ich den Servo in ein Rohr fixiere, um das Rohr (und am unteren Ende) jeweils ein Kugellager montiere, und das Motorgehäuse von unten an ein Rohr mit großeren Durchmesser montiere, und dieses dann "überstülpe", und den Servo damit dann verbinde. Allerdings wäre hier dann die Frage, wie die Bewegungen/Erschütterungen längs der Achse (hoch/runter) abgefangen werden sollen 8-[

womb@t

11.02.2006, 10:01

Hast du schon überlegt deinen Roboter mit Ketten anzutrieben? Ich glaube dass sich ein Bot mit Ketten am besten an die Bedingungen anpassen kann. Z.B.wenn vor eine der hinteren Räder ein zu großer Stein liegt, blockiert es dort, aber die anderen Räder fahren weiter, so machst du eine Kurve!!! Ich denke dass dir das mit Ketten niht passieren kann!!!
Auch die Ansteuerung deiner Lenkung solltest du niht vergessen!

lukepower

11.02.2006, 10:55

Hmm, ich weiß nicht, eigentlich habe ich die Ketten bewusst wegen evtl. zu großer Verlustleistung in der Kurve weggelassen.
Mein Problem ist eigentlich, dass man mit 4 Rädern nicht wirklich eine passiv federnde Aufhängung bauen kann, oder 8-[ ?

Mit 6 Rädern könnte man wohl was wie nen Shrimp (http://asl.epfl.ch/research/systems/Shrimp/shrimp.php) bauen, aber das ist nicht wirklich das Ziel :P. Werde wohl im 3D-Programm einige Modelle durchsimulieren, vielleicht kommt was gscheides raus ;)

HannoHupmann

11.02.2006, 11:54

Hier werden Kettenantriebe ja gerade zu Inflationär benutzt find ich. Daher denk ich lukepower bleib ruhig mal bei der Idee und schau was du machen kannst. Die Position eines jeden Servos zu wissen ist schon von Vorteil weil dann merkt deine Plattform auch wenn das hintere Rad nicht mitkommt (am stein hängen geblieben) und es dir die anderen Servos verzieht. Die Aufhängung direkt an das Servohorn anzuflanschen ist ein bischen kritisch, überleg dir ob du nicht ein Verbindungsstück dazwischen machst welches dir die gröbsten Stösse abfängt. Aber sonst brauchst wirklich servos die kein Plastikgetriebe haben, die gehen dir sonst echt fix kaputt. Aber lieber 4 teure Servos als 20 mal Schrott auswechseln á 5€.

Am besten machst du mal ne konkretere Zeichnung von der Aufhängung und dann können wir nochmal nen Blick drauf werfen.

lukepower

11.02.2006, 12:09

So, hier ein Detail der Motor-Lenkung-Kombination. Der Motor unten hängt am Lenkungsservo mit einer Federkupplung. Das Gewicht wird mittels zweier Rohre (wo drin einige Kugellager sind) getragen.

Für die Aufhängung habe ich jetzt einen neuen Entwurf mit zusätzlicher Druckfeder. Die zwei horizontalen Stangen sind drehbar mit dem Chassis und auch mit der Gabel, welche zum Rad geht, montiert. Die Druckfeder hält das Rad am Boden, auch mit einer gewissen Beweglichkeit.

Die zweite Variante der Federung verbindet beide Räder auf jeder Seite mit einer Zugfeder, sodass sich diese gegenseitig beeinflussen.

Was hält ihr davon?

Omnikron

11.02.2006, 15:22

hallo lukepower

Finde die Idee von dem Fahrwerk schon nicht schlecht, aber verbesserungswürdig. Hab mir selber einen Bot gebaut wo ich jedes Rad einzeln Lenken kann. Bei mir sind es zwar alles Schrittmotoren, aber das tut wohl nichts zur Sache. Wichtig ist, dass du die Achse deiner Servos lagern musst. Ein Viertel des gesamtgewichts muss ja schließlich von deiner Servoachse gehalten werden. Ich schätze mal, dass da einfach Modellbauservos nicht in Frage kommen. Ich habe das Problem mit einfachen Axiallagern behoben.
Außerdem solltest du dir beim planen des Fahrwekrs auch schonmal gedanken über dessen Steuerung machen. Schließlich musst du, wenn dein Bot eine Kurve fährt, die Drehgeschwindigkeiten der Einzelnen Räder an die Krümmung der Kurve anpassen, und davon hängt ja dann auch die Position der Servos ab. Du kannst also den Radabstand auf dieses Problem hin optimieren.
Noch ein paar Tipps:
Die Steuerung wird einfacher wenn die Dreachse des Servos direkt über den Mittelpunkt der Rädern liegt.
Die Kurven die du später (mit minimalen Schlupf) fahren kannst hängen natürlich von der Auflösung und Genauigkeit der Servos ab. Meine Schrittmotoren lösen auf 0,9 Grad auf. Damit kann ich leider nur 4 (oder waren es doch nur 3) verschiedene Kurven fahren.

Hab mal ein paar Bilder, die vielleicht weiterhelfen könnten hochgeladen.
mfg Omnikron

lukepower

11.02.2006, 17:31

Danke Omnikron!

Interessante Bilder... ich hab jetzt meine Skizze etwas raffinierter gestaltet, muss aber noch einige Datenblätter der Servo durchgehen ;)

Werde morgen die News posten ;)

UlrichC

11.02.2006, 21:05

Hallo,

Hallo Ulrich!

Kannst Du mir mal etwas genauer erklären, was du damit meinst?
Ich wollte eigentlich nur aufzeigen das ein Servo nicht dafür konzipiert ist die Schläge Deines Fahrwerks abzufangen.
Wenn Du einen Roboter dieser größe mit Servos direkt anlenken willst mußt Du damit rechnen das ein massifer gegendruck auf dem Rad Dein Servo zerbröselt. Du mußt wenn ... eine Feder zwischenbauern um die Schläge auf die Anlenkung abzufedern.

Die Lösung mit der Lenkachse und den Lagern ist ganz gut... nur das evtl. benöigte Gestänge zur Anlenkung sollte gefedert werden.

Lenkgestänge:
RAD->HEBEL ------|/\/\/\ Feder/\/\|----- HEBEL ---SERVO

Bei dem Beispiel von Omnikron hat sich das Problem durch die starke Auslegung der Schrittmotoren bis zu einem gewissen Grade relativiert.
Es ist eine gute Lösung!

Doch die letztliche Entscheidung wie Du es Löst, mußt du an Kilo und Geschwindigkeit abmachen.

Hier werden Kettenantriebe ja gerade zu Inflationär benutzt find ich

Wie meinst Du das? Nach meiner Einschätzung wird es nicht billiger wenn es mehrere benutzen 8-[
Zudem ist Kettenantrieb ja ein relativer Begriff ...
Auch zwischen Kettentrieb vorschlagen und Kettenanrieb verwenden liegt ein Entscheidungsspielraum der nicht immer zu gunsten der Kette enschieden wird.
Kettenantrieb kann bei Outdoor in Erwägung gezogen werden... es kommt immer darauf an was man später tun möchte.
Kettenantrieb ist ja schliesslich kein Unwort ;-)

Netter Gruß,
Chris

lukepower

13.02.2006, 16:09

So, da bin ich wieder, mit einer etwas genaueren skizze ;)

Die Drehachse liegt nun über dem Rad. Der Lenkservo ist von oben mit einer Federkupplung an der Lenkung befestigt, welche über eine Druckfeder und ein Lager am Chassis hängt. Zusätzlich sind noch zwei Kugellager (nicht im Bild), welche seitliche Bewegungen auffangen. So können kleinere Stöße direkt vor der Lenkung schon abgefangen werden (der Rest wird von der "richtigen" Aufhängung am Chassis erledigt).

UlrichC

13.02.2006, 16:59

Tach,
ist nun etwas komplizierter geworden als ich es in meiner Vorstellung hatte.. aber gedämpfte Lenkung klingt ganz gut.

Trotzdem könntest du mal über ein Servo nachdenken das nicht unbedingt im Achsschenkel eingebaut sondern angebaut ist. So könntest Du das Servo besser varieren/ändern/ersetzen/vergrößern wenns zu schwach ist/wird.

Servos gehören nämlich zu den Verschleißteilen bei einem Roboter!
Zudem brauchst Du vermutlich auch keine 360° Lenken ;-)

Nich so einfach das ganze... es bleibt spannend

Als Anregung noch "Das Fahrwerk von Omnikron ist halb so groß wie Deins werden soll hat aber schon Schrittmotoren drin".

Netter Gruß,
Chris

lukepower

13.02.2006, 17:27

Hallo Chris,

Als Anregung noch "Das Fahrwerk von Omnikron ist halb so groß wie Deins werden soll hat aber schon Schrittmotoren drin".

Willst Du mich da auf die Straße der Schrittmotoren biegen? ;)

Nein im Ernst, das mit den Servo, der nicht in der Aufhängung ist, klingt schon nach einer gesunden Vereinfachung. Werde mir das durch den Kopf gehen lassen... Einen Hebel, welcher die Lenkung hält und den Servo, der (gefedert) an diesem Hebel zieht, könnte wphl gehen...

Schaumer mal ;)

UlrichC

13.02.2006, 19:33

Nee war wirklich nur als Anregung gedacht ;-)
Ich kenne Deine Servos bzw. Plattform nicht so genau um Schrittmotoren als muß unbedingt erwähnen zu wollen.

Wollt eigentlich nur sagen "Anlenkung gedämpft" "Lenkantieb variier/ersetz-bar".

Wird schon ;-)

lukepower

13.02.2006, 20:20

Hehe ;)

So ist gut :D ;)

Mir schwebt jetzt eine Variante vor, welche universeller einsetzbar sein könnte... Werde wohl daran rumzeichnen, vielleicht können dann auch andere Bastler damit was anfangen ;)

HannoHupmann

14.02.2006, 00:29

Ich meinte mit meinem "Kettenantriebe werden hier inflationär benutzt" in keinster weise, dass diese schlecht sind (ganz im Gegenteil) nur wollte ich lukepower in seiner Idee bestärken es mit der einzelaufhängung zu versuchen.

Denke mitlerweile ist es ganz gut weiter gegangen. Um die Stösse auf den Servo (welcher lenkt) abzufangen, kann man die Lenkung auch indirekt machen, indem man z.B. ein Zahnrad zwischenschaltet über eine Stange lenkt etc. mechanisch gibt es da einige Möglichkeiten.
Aber es hängt halt doch wieder alles von der Geschwindigkeit ab mit der das Ding am Ende fährt.

lukepower

14.02.2006, 08:24

Ich gebe euch noch n Paar daten zum Bot:

Die Geschwindigkeit ist nicht sonderlich groß; bei maximalem Schub :P erreicht das Ding rund 2km/h. Allerdings kommen wir da auf eine Kraft von über 4500Ncm ;)

Servus

techboy

14.02.2006, 11:22

Warum soll der Bot so groß werden? Immerhin sind 1*1m recht groß.

Willst du dich da auch mit drauf setzen?

Mfg.Attila Földes

lukepower

14.02.2006, 11:26

Hallo Techboy,

draufsetzen? Wär doch was ;)

Nein im Ernst, die Idee ist dass das Ding autonom auch längere Strecken abfahren soll, und nur mit Funk in Verbindung zu mir bleibt. Die Konstruktion ist nicht 1x1m groß, allerdings gehe ich davon aus, dass ich diesen Quadratmeter evtl. irgendwann mit Solarzellen zupflastere ;) . Das ist der Grund, warum ich auch die Räder recht weit auseinander stelle (um mehr Stabilität zu erlangen).

Die Motoren sind mit dick Luft nach oben gewählt worden. Das wird ja eine Mobile Plattform, was dann dazukommt weiß ich selber noch nicht so richtig ;)

lukepower

14.02.2006, 11:41

So, weiter überlegt, nun gibt's diese Variante (Notiz: Diesmal ist der Servo originalgetreu widergegeben, ist ein Digital-Servo mit 200Ncm bei 6V). Der Servo sitzt oben, und dreht den unteren Teil mittels einer Federkupplung. Eine stärkere Feder sorgt sich um die gröberen Stöße. Zwei Kugellager ermöglichen eine saubere Drehung der Lenkung (nicht eingezeichnet), ein Axiallager am unteren Ende der Federung ist als "letzte Rettung" bei einem groben Stoß vorhanden.

Im zweiten Bild seht ihr ein Detail der restlichen Aufhängung. Die zwei Räder jeder Seite sind mit einer Zugfeder verbunden, sodass bei grobem Gelände nicht gleich jede Erschütterung ins Chassis übergeht, + können sich die Räder so recht einfach dem Gelände (ein wenig) anpassen.

So, freu mich schon auf eure Antworten :) ;)

techboy

14.02.2006, 12:11

Deine Kunstruktion erinnert mich ein bisschen an Spirit^^

Könntest du eventuell mal zeigen wie das ganze von vorne aussieht?
Ich meine der ganze Bot oder hast du bis jetzt nur den teil?
Mfg.Attila Földes

lukepower

14.02.2006, 12:43

Könntest du eventuell mal zeigen wie das ganze von vorne aussieht?

Hier, habe das eine Rad schnell kopiert. Beachte bitte, dass der restliche Aufbau nur grob ist, im Moment nehme ich mir die Aufhängungen vor ;)

techboy

14.02.2006, 12:47

Ist zwar nur so ne Idee , aber wie wäre es wenn du die Räder etwas weiter nach aussen stellst so das das ganze Fahrzeug etwas tiefer wird?

Mfg.Attila Földes

lukepower

14.02.2006, 18:09

Noch ein Bild ;)

Spion

14.02.2006, 19:07

Hallo

Da fehlt aber noch einiges an Elektronik, z.B. Akkus, Sensoren, Antennen... :-s

Schaut aber schon ganz vernünftig aus.
Ich würde die Räder vielleicht ein wenig weiter nach außen bauen (also Breiter), dass er Stabiler ist. Die Akkus würde ich unten dran "hängen" das der Schwerpunk tief liegt.

mfg Luca

techboy

15.02.2006, 10:30

Ich glaube er beschäftigt sich zuerst mit der Mechanik ;) was bei so einem Projekt wohl das wichtigste ist....

Mfg.Attila Földes

UlrichC

15.02.2006, 12:36

Hallo ich schowieder,
nette Zeichnungen ... profesional style!

Ich hab nochmal nachgedacht (das ist selten aber immerhin).
Wegen den Servos ein kleiner TIP.

Plane am besten mal die stärkere Variante mit den Schrittmotoren ein.
Den Servos brauchen deutlich weniger Platz ... wenns wirklich nicht langt, bekommst Du beim Umbau Probleme wegen dem geringen Zwischenraum zwichen den Doppelstreben.

Ich mache das oft so... gerade bei Motoren und Statiken wo die Vorberechnung nur schlecht in den praxisbezug zu bekommen ist.. dimensioniere ich über oder plane größere Sachen ein. Um keine Probleme beim Umbau zu haben.

Falls die Feder im Achsschenkel einen allgemeneinen Stoßdämpfer des Rades darstellen soll, und keine Federkupplung zum schutz des Servos ... schmeis die Feder raus ... bringt keinen evekt.

Das ganze nähert sich einem guten Ergebnis!
Hast Du mal Überlegungen darüber angestellt wie Du das Gezeichnete auch in die Tat/Werk umsetzen könntest?

Netter Gruß,
Chris

lukepower

15.02.2006, 12:47

Hi Chris,

Plane am besten mal die stärkere Variante mit den Schrittmotoren ein.

Werde das demnächst machen ;)

Falls die Feder im Achsschenkel einen allgemeneinen Stoßdämpfer des Rades darstellen soll, und keine Federkupplung zum schutz des Servos

Die kleine Feder ist ne Federkupplung, die größere eine Feder(ung) ;)

Ich habe heute gerade damit angefangen, das ganze in SolidWorks nachzubauen. Ich denke, ich krieg den Großteil der Konstruktion in Alu-Vierkantrohre hin, mit den starren Bauteilen welche verschweißt werden... Darüber muss ich aber noch nachdenken. Werde sowieso beim Bau mit den Rädern bzw. AUfhängung/Stoßdämfer anfangen ;)