Antriebsproblem / Update: Jetzt mit Fotos

[michigrunf]

Mein Roboter ist vom Antrieb her schon seit einem Jahr fertig, aber erst jetzt war die Elektronik so weit, dass ich erste Fahrversuche unternehmen konnte. Dabei stellte sich heraus, dass er zu nichts zu gebrauchen ist.

Zum Antrieb
Der Bot ist ca. 1m lang und 50cm hoch und breit, wiegt ca. 30 Kg.
Er hat zwei Motoren mit jeweils 120W und läuft auf zwei Zahnriemen aus 6 Zylinder Motoren. Die Rollen für die Riemen haben einen Durchmesser von 60mm.

Problem ist nun, dass man weder auf Gras fahren kann (Gras kommt zwischen Rollen und Riemen => Riemen läuft ab) noch auf glatten Oberflächen, wie z.B. Gehweg, da der Riemen dabei sehr schnell abgerieben ist. Zudem kostet ein Riemenantrieb recht viel Kraft.

Idee ist nun, den Bot auf Räder umzurüsten. Welche Räder ist klar: 1 Kinderwagen ausschlachten. 12 Zoll Räder sind wohl die optimale Größe.

Frage
Wie sollte man einen Radantrieb bei einem großen Straßen-, Geh- und Radwegroboter konstruieren?

a) 4 Räder, alle angetrieben, Panzerlenkung (Kraftübertragung würde per Riemen geschehen)

b) 4 Räder, Heckantrieb, Panzerlenkung (am einfachsten)

c) 4 Räder mit Lenkung (verbraucht viel Platz, mechanisch aufwendig)

d) 3 Räder:
- 3. Rad vorne oder hinten?
- Wie lenken?

Was ich noch sagen sollte, ist, dass die Motoren im Bot 2 Geschwindigkeiten haben (langsam und schnell).

Ein Problem wäre dann auch noch die Geschwindigkeit.
Zur Zeit fahren wir wohl 3-4 km/h, das ist gut.
Mit den Rädern, deren Umfang 6x größer wäre, würden wir auch 6x so schnell wie jetzt fahren. Zur Zeit wird der Motor noch 1:3 übersetzt, dass könnte ich auf 1:4,5 ändern. Ergibt dann noch etwa 10 km/h, irgendwie auch noch zu schnell.

[HannoHupmann]

Klarer Fall: Wenn du mit den Massen 100cm X 50cm Versuchst ne Kurve, mit starren Rädern, zu fahren, sind die Querkräfte auf die Räderunterseite enorm und mehr als gerade aus Fahren wird er nie hin bekommen.

Ich würde also entweder eine klassische Auto-Konstruktion wählen, sprich vorn 2 lenkbar hinten 2 starr.

Oder eine 2 Räderkonstruktion mit einem Stützrad. Wobei die Antriebsräder ziemlich gross sein müssen um über Randstein & Co zu kommen.

Wenn du mit 4 Rädern eine Panzerlenkung realisieren musst würde ich dir 100cm Breite und 50 cm Länge empfehlen dann geht es gerade so noch

Bei 30kg Roboter (sagmal was ist da alles drin? viel zu schwer) brauchst du entsprechend gute Motoren, sprich grössere Räder bedeutet auch mehr Drehmoment und das wiederrum bestimmt die Geschwindigkeit.

Fazit: Für diese Grössenordnungen bastelt man nicht schnell etwas. Soll der Roboter danach wirklich zuverlässig und solide werden, dann ist intensive Planung gefragt. Sprich das geht bei der Durchrechnung der Motoren loss und hört bei der Auswahl der Kugellager für die einzelnen Räder auf.

[michigrunf]

Erstmal danke für die Antwort.

Bei der Autokonstruktion ist der Platz, den die Vorderräder beim Lenken brauchen zu groß, denke ich.

Wird also wenn ein 3-Rad werden.

Also der Bot mit den angegebenen Maßen und 30 kg Gewicht steht hier fahrbereit. Die Motoren sollte er behalten. Kraft haben die genug.

Das alte Getriebe (aus Kettenrädern + Kette von Conrad gebaut) ließe sich für 12 Zoll Räder anpassen. Dann passt die Geschwindigkeit wieder.

Das Stützrad kommt nach hinten. Sollte es dann elektrisch drehbar sein oder soll die Lenkung über die beiden Antriebsräder erfolgen? Und wenn man über das Stützrad lenkt, wie verhält es sich dann mit den Antriebsrädern, die beide gleich schnell drehen?

Ach, nochwas zum Inhalt:
1. Der Unterbau ist aus sehr starken Eisen-4-Kant-Rohren gebaut
2. Die Achsen sind massiver Edelstahl mit 12mm Durchmesser
3. Eine 36Ah Autobatterie wiegt auch einiges...
4. Das Gehäuse aus 6mm dicken Aluplatten ist recht stabil

Soll ich ein paar Bilder posten?

[Reeper]

Soll ich ein paar Bilder posten?

Ja aber hallo :D
Jetzt bin ich aber mal richtig neugierig :cheesy:

Wenn du über das eine Rad drehen willst, kommst du um ein Differential wohl nicht herum.
Da würde ich über die Antriebsräder erledigen.

[MEnTHOS]

schau dir doch evtl. mal lösungen von elektrischen rollstühlen an wie die lenken. haben ja ähnliche eckdaten wie dein roboter.

da gib ja oft 4 räder, 2 achses,ein achse die antreibt wobei jedes rad einen eigenen motor/richtung hat (panzerlenkung).....

[Manf]

Straßen-, Geh- und Radwegroboter konstruieren
12 Zoll Räder sind wohl die optimale Größe.

um über Randstein & Co zu kommen.
Wenn das erst gemeint ist, dass er über den Randstein kommen soll, dann prüfe noch einmal die Höhe der Stufe.

Der Versuch mit 12" Rädern über eine 6" *) Kante hoch zu fahren, beispielsweise mit 2 Antriebsrädern und einem frei beweglichem Stützrad hinten sieht beliebig unbeholfen aus. Es gelingt vielleicht ab halber Schallgeschwindigkeit, dass einige Teile des Fahrzeugs oben ankommen. (Na gut, ich nehme die Bemerkung zurück.)

Mach doch mal ein Bild von der Situation, vielleicht habe ich etwas falsch verstanden.
Manfred


*)An angebauten Straßen soll die Bordsteinhöhe mindestens 3 cm zwischen Gehweg und Fahrbahn betragen, an Haupstraßen 10-15 cm [DIN 18024-1; BMVBW direkt-56].

[jeffrey]

Hi,
ich denke eine kombination aus unterschiedlichen geschwindigkeiten und elektrisch gelenktem stützrad ist bei dem gewicht sinnvoll, sonst kann das gewicht bei einer fahr am hamg dazuführen, dass der bot abwärt, bzw aufwärts fährt, wenn der schwerpunkt nicht genau zwischen den angetriebenen rädern liegt.
mfg jeffrey

[michigrunf]

Hier erstmal ein paar Bilder:

(Zur Zeit wird der Innenraum neu gestaltet)

Gesamtansicht (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Gesamt.jpg)

Vorne schräg (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Halbfront.jpg)

Front (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Front.jpg)

Oben (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Oben.jpg)

Motor (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Motor.jpg)

Fahrtregler und Motoren (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Regler.jpg)

Riemen (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Rollen.jpg)

Hier wird der Riemen angetrieben (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Antrieb.jpg)

Dem Roboter sein "Gehirn" (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Gehirn.jpg)

Diese Holzkiste ist normalerweise fest über dem Akku eingebaut und dann kommt das Gehirn da hinein:
Holzkiste (http://ghsabine001.gh.funpic.de/JLoPics/Holzkiste.jpg)

[techboy]

Omg das Teil würde sogar nen Bombenanschlag überleben^^

Schaut net schlecht aus... Warum hast ihn so gebaut?

Mfg.Attila Földes

[michigrunf]

Ist mein erster Bot und sollte Geländetauglich sein.
Eigentlich sollte der ne schöne Kette bekommen, aber an sowas kommt man irgendwie nicht bzw. nicht bezahlbar heran. Folglich hat er jetzt den V6 Riemen, der nicht Geländetauglich zu sein scheint.

Bevor er jetzt aber Räder bekommt, versuche ich erst noch mal Fahrradmantelstücke auf den Riemen zu vulkanisieren.
(Das Drehen der Rollen hat 2 ganze Tage gedauert)

[Reeper]

Das Getriebe hintere den Motor sieht ganz nach einem Akkuschrauber Getriebe aus.
Bastel derzeit wieder an meinem Rabbie Twin herum (neuer Name RT2).
Der hat dann eine ganz neue Räderkonstruktion mit 4 Motoren und 4 Getriebe aus Akkuschraubern (ist eigentlich schon fertig).

Aber solche Getriebe haben doch meist nur eine Übersetzung von 40:1 und bei einem solch kleinen Motor wie du ihn hast, würde ich froh sein, wenn der Bot gerade aus fährt. Meiner wird 7-8 kg wiegen und da hatte ich schon bedenken in Bezug auf Leistung der Motoren und dem Drehmoment.

Wie wäre es mit Scheibenwischer-Motoren?

[michigrunf]

Gut erkannt, sind Akkuschraubermotoren + Getriebe.

Ich war selbst am Staunen, aber die kleinen Dinger bewegen den Brocken problemlos. Innerhalb einer halben Sekunde hat er Höchstgeschwindigkeit erreicht und er fährt auch Schrägen hoch. Einen Kantstein (10cm hoch?) meistert er auch, aber das mag ich dem PC nicht so gern antun.

Scheibenwischermotoren hatte er anfangs, aber die waren seltsamerweise zu schwach (man hat gehört, wie sie sich gequält haben).

[HannoHupmann]

Schaut definitiv zu schwer aus. Das mein ich ganz ehrlich so, schon allein die Autobatterie wäre mir ein Dorn im Auge.

Das Teil braucht bestimmt stärkere Motoren, darauf würd ich fast wetten, dann ist das Problem immernoch da wie du den um die Kurve bekommst oder mal nen kleinen Hügel hinauf.

Entweder baust du die Rädern nun wirklich dicht nebeneinander um den Schereffekt nicht zu gross werden zu lassen.

So spontan schaut mir das alles etwas zu klobig aus als dass man da ne saubere Lenkung hinbekommt. Die Idee mit den Ketten war schon nicht schlecht nur bei der Grösse brauchst richtige Ketten und keine Zahnriemen.

Nochdazu weil das Teil auch draussen fahren soll.

[womb@t]

Draußen wird ne Drehung momentan nicht möglich sein, und obs die Motoren schaffen? Ich will nicht destruktiv sein sondern dir nur mal n Denkanstoß geben, versuch mal das Ding mit ein bischen festhalten zu drehen! Was auf festem Untergrund noch gut geht sieht im Gelände schnell anderst aus! Lieber die Motoren überdimensionieren. Akkureserven gibts ja genug...
Ansonsten sieht das "Ding" geil aus, so n richtiges bombenfestes Teil^^

[Excalibur]

Also mir gefällt die Konstruktion im großen und ganzen.
Nur ein paar Anmerkungen:
1. Akkuschrauber sind nicht für den Dauerbetrieb konstruiert, ob die Motoren einen Dauerbetrieb länger aushalten wage ich zu bezweifeln.
2. Die bodenfreiheit ist für Outdoor-Betrieb sehr gering.
3. Wo ist der Kettenspanner?
4. Ohne gefedertem Fahrwerk wirst Du im Gelände den Bodenkontakt verlieren.

Für einen schnellen bedingt geländetauglichen Umbau auf Räder würde ich folgendes Vorschlagen:

5 Räder auf jeder Seite. Das erste und letzte starr dort wo jetzt die Antriebs und Umlenkrolle sitzten. Die Stoßstange kürzen so das die vorderen Räder das Fahrzeug über höhere Kanten heben.

Die 6 inneren Räder über abgesetzte, gefederte Fahrwerksgondeln. Das innerste Radpaar wird angetrieben. Die rechts und links davon befindlichen sind frei drehbar, ähnlich eines Einkaufswagens. Damit hast Du die Vorteile einer Panzersteuerung ohne deren Nachteile, sondern kannst später auf eine "richtige Lenkung" aufrüsten oder auch leicht nachträglich jedes Rad mit einem eigenen Motor versehen.

MFG

Michael

[jeffrey]

hi,
ich würde einfach hinten jeweils ein großes rad hin machen, und vorne ein stützrad.
mfg jeffrey

[Excalibur]

Ein Dreirad für den Outdoor Einsatz??

Da fällt mir nur eins ein, das funktioniert. Das hat Frontantrieb, gelenktes Vorderrad, dynamische Schwerpunktverlagerung und für Notfälle zwei seitlich ausfahrbare Stützen. Aber ich stelle es mir problematisch vor, ein Kleinkind auf dem Bot zu befestigen.

MfG

Michael

[HannoHupmann]

aber er wäre dann zuminderst sehr lernfähig ^^

[jeffrey]

hi,
ich weiß ja nicht, was für ein gelände das ist, aber ich habe beim fieldrobotevent dieses jahr mit einem dreirad mitgemacht, und wir sind gut durch einen normalen maisacker gekommen, allerdings tritt der von mir oben erwähnte drift an schrägen auf, wenn das vorderrad nicht gelenkt ist.
mfg jeffrey

[womb@t]

er wäre intelligenter als jeder andere roboter

[Excalibur]

Hi Jeffrey,

laß mich mal raten. Ihr habt zuerst das Antriebskonzept festgelegt und dann eine geeignete Verkleidung drum herum gebaut und nicht umgekehrt?

Bei der Masse und Form des Bots, dürfte es sehr schwierig werden. Jedes Gramm das außerhalb des gleichschenkligen Dreiecks liegt, das die 3 Räder bilden, ist ein Problem. Bei der gegebenen Form können das leicht mehr als 50% des Gewichtes sein.

MfG

Michael