Roboterarm 4 DoF [Archiv]

Omnikron

03.07.2004, 21:09

Hi

Mein Roboterarm ist nun wieder funktionstüchtig. Diesmal mit neuer Software in der CControl Unit und Steuerprogramm aufm Laptop. Überlege z.Z ob ich die Getribemotoren durch Stepper ersetzen sollte oder Drehgeber an die bereits bestehenden Motorachsen anbringe. So sollte doch eine genaue Positionsbestimmung des Armes möglich sein.

Was haltet ihr davon? Um Verbesserungsvorschläge wäre ich sehr dankbar.

mfg
Omnikron

Florian

03.07.2004, 21:20

Hi Omnikron!
Der Bot sieht ja richtig gut aus!
Wofür sind die Gegengewichte am anderen Ende des Roboters, kann er so schwere Sachen heben, dass er die braucht?
Ich war heute beim TUDAY in der Braunschweiger TU!
Da hab ich mir die Robotik- und Prozessinformatik-Abteilung angeguckt und Dein Roboterarm erinnert mich stark an deren Arme (positiv)!
Der Arm ist ja sehr gut Verarbeitet, wie lange hast Du an ihm gebaut?

Also ich finde den Arm klasse! :-)

Omnikron

03.07.2004, 21:26

Hi Florian

ICh benutze relativ kleine Getriebemotoren von Conrad. Ich glaub die sind aus der RB35 Serie?. Auf jeden Fall sind die viel zu schwach um das hohe Drehmoment zu bringen was ich brauche. Selbst dann wenn ich nichts trage!
Der Arm ist komplett aus Aluminium gefertigt und hat eine maximale länge von 70cm, da sind die 3 Kg Hantelgewichte dringen erforderlich :-)

mfg
Omnikron

sonic

04.07.2004, 12:26

Hi,

Spitzen Arbeit, meinen Respekt hast du!

Könntest du noch ein paar Detailaufnahmen der Mechanik posten.
Hab ich da Kugellager durchblitzen sehen?
Hast du Gewindestangen benutzt? Ich hatte da so eine ähnliche Idee.
Mich würde auch interessieren welchen Arbeitsraum der Arm hat.
Für welchen Zweck ist er gebaut worden, Aufgabe?

Wirklich gelungen,

Gruß, Sonic

Omnikron

04.07.2004, 12:52

Hi

Ja jedes bewegliche Teil ist Kugelgelagert. An kritischen Stellen wie die obere Platform wurden zwei verschiedene Lager verwendet. Einmal ein großes (80 im Durchmesser) Axiallager um die senkrechten Kräfte aufnehmen zu können und ein Radiallager für das Drehmoment.

Nein Gewindestangen habe ich da keine verwendet. Wo wolltets du denn die Gewindestangen einsetzen?
Das Gerüst besteht aus vierkant Aluprofile (11,5mm Kantenlänge). Der Rest ist aus 3 bis 5mm starkem Alu gefertigt.

Also der Arm hat eine Länge von 70 cm und eine höhe von 37 cm. Die Grundfläche ist 50cm x 50xcm

Eine wirkliche Aufgabe beweltigt er nciht. Er ist einfach aus einer idee heraus entstanden. Hatte wohl mal wieder langeweile und Angst das meine c-Control einstaubt. Außerdem wollte ich schon immer mal einen Roboterarm besitzen :-)

Hier sind ein paar Fotos der Mechanik. Wenn du noch mehr brauchst dann sag mir einfach bescheid.

mfg
Omnikron

Matthias

04.07.2004, 14:58

=P~ *auchhabenwill*

Du kannst einfache Stellungssensoren ('n Poti oder, wenn's ohne Anschlag sein soll: Hallsensor+Magnet, gibt's sogar als set irgendwo zu kaufen) oder Drehgeber benutzen.

Eine Umrüstng von den 540er Getriebemotoren auf Stepper wär wohl nicht so dolle.

sonic

04.07.2004, 15:49

Nein Gewindestangen habe ich da keine verwendet. Wo wolltets du denn die Gewindestangen einsetzen?
Das Gerüst besteht aus vierkant Aluprofile (11,5mm Kantenlänge). Der Rest ist aus 3 bis 5mm starkem Alu gefertigt.

Nicht schlecht, nicht schlecht ;-)

Hab mich mit den Gewindestangen optisch getäuscht. Ich glaub du hast die Mitte der Aluprofile angerissen, das hat so ausgesehen als ob.

Mit welchen Werkzeugen hast du das denn hinbekommen?
Wo hast du die Teile gekauft (80 Axiallager?)

Bilder sind Super, aber jetzt will ich ein Video vom Robbi in Aktion ;-)

Gruß, Sonic

Omnikron

04.07.2004, 16:03

Hallo

@Matthias

Ich hab schon öfters überlegt auf Stepper umzurüsten und dachte immer das dies ein sinnvolles upgrade wäre. Hab es bis jetzt noch nciht getan weil ich keine günstige Motoren gefunden habe. Die Motoren sind ja in der größe stark limitiert ( sonst gibt es probleme beim einbau). Und der Preis steigt exponential mit dem Drehmoment :-(

@sonic

Die Aluprofile sind vom Werk in der Mitte angerissen. Hab die also so gekauft. Die gibts bei mir im OBI.

Die Kugellager hatte ich noch bei mir rumliegen. Hatte es mal mit ein paar ausm Conrad versucht aber die waren zu schwach und gingen zu schnell kaputt.
Ich habe nich 80 Axiallager verbaut sondern ein 80mm Axiallager eingesetz. (80 außen 70 innen 15 dick)
Das Axiallager habe ich in einem Geschäft für Industriebedarf gekauft. Leider hat dieser vor einigen Monaten dicht gemacht :-( mal sehen wo ich in Zukunft einkaufen gehe.

Mit dem Video muss ich mal sehen wann ich das mache, wird nämlich was komplizierter als die Fotos. Kann ich ein Video eigentlich auch als attachment einfügen?

Gruß
Oliver

sonic

04.07.2004, 18:56

Hallo
[..]
Ich habe nich 80 Axiallager verbaut sondern ein 80mm Axiallager eingesetz. (80 außen 70 innen 15 dick)

Ja klar, lol 80 Axiallager ;-) Wollte eigentlich 80er Axiallager schreiben...

[..]
Mit dem Video muss ich mal sehen wann ich das mache, wird nämlich was komplizierter als die Fotos. Kann ich ein Video eigentlich auch als attachment einfügen?

Gruß
Oliver

Naja, muss net sein ;-) viele viele viele schöne Fotos tuns auch...

Gruß, Sonic

Frank

04.07.2004, 20:38

Gratuliere ebenfalls zu deinem Roboterarm. Die Verarbeitung und Precision ist ja perfekt. Wenn du mal die geeigneten Motren efunden hast um so 1-2 kg zu transportieren, dann wäre ne Bauanleitung zum Nachbauen sicher sehr beliebt.

Welche Erfahrung hast du mit Schneckenübersetzung? Eignet sich diese auch für einen Bot Antrieb. Welchen Nachteil hat Schnecke gegenüber üblichem Zahnradgetriebe?

Gruß
Frank

Omnikron

04.07.2004, 21:23

Also einen Kilo packt er so gerade noch. Obwohl die Leistungstreiber dann so heiß werden das ein Pentium 4 gerade mal als Handwarm erscheint :-)

Ne jetzt mal ernst. Um das Objekt dann noch präziese steuern zu können müssen wohl wirklich neue Motoren her. Das traurige ist nur, dass die nicht ganz billig ausfallen.

Weiß jemand wo ich leistungsfähige Schrittmotoren bekommen kann?

@Frank

Ich habe hauptsächlich die Schnecken verwendet um das Drehmoment zu eleminieren. So wird der Motor in Drehrichtung entlastet. Großer Nachteil ist dabei das eine axiale Kraft entsteht die ohne entsprechende Lagerung (hab ich noch nicht eingebaut) den Motor (also die inner liegenden Radiallager) zerstören kann.

Als Antrieb für einen Bot würde sich ein Schneckenatrieb lohnen wenn er z.B. häufiger große Steigungen überwinden muss. Oder die verwendeten Motoren zu Schwach sind und / oder zu hoch drehen.

Gruß
Oliver

Frank

05.07.2004, 16:01

sonic

05.07.2004, 16:33

Was heißt Schneckenatrieb "eliminiert Drehmoment"? Läßt man mal die Getriebeverluste weg, dann mutipliziert sich bei einem normalen getriebe ja mit der Untersetzung auch das Drehmoment. Verhält sich das beim Schneckengetriebe anders? Und wenn ja wie?

Ja, aber in dem Fall wirkt kein Drehmoment auf den Motor zurück. Nur das der Reibkräfte zwischen Schnecke und Zahnrad. Der Motor versucht nicht sich um sich selbst zu drehen.

Allerdings wirkt dafür eine große Kraft in Richtung der Motorachse. Die Schnecke zieht oder drückt auf die Motorwelle. Das kann den Motor, bzw. die Lager vom Motor zerstören.

Gruß, Sonic

Omnikron

05.07.2004, 16:37

Kann Sonic da nur zustimmen.

bei einem Schneckenantrieb wird das Haltemoment unwahrscheinlich groß.
Die Richtung der Kraft wird durch die Schnecke geändert. Daher greift sie am Motor nicht in Drehrichtung sondern längs der Achse. Die Achse wird also vom Drehmoment (welches am Zahnrad hängt) nicht gedreht sondern aus dem Motor herausgezogen bzw. reingedrückt. Das Haltemoment ist also gleicht groß mit der Kraft die man benötigen würde die Mechanik zu zerstören.

Dies habe ich an meinen Arm schon beinahe beobachten können. Und zwar wird dort unter last die Schnecke (und damit die Motorachse) von dem Zahnrad weggedrückt. Eine bessere Lösung wäre die Motorachse am ende noch mal zu lagern.

-> Nachteil bei großen Kräften am Zahnrad entstehen zwei Kräfte: eine radiale (die kraft die die Achse vom zahnrad wegdrückt) und eine axiale (die Kraft die die Motorachse "herausziehen" will)

mfg
Omnikron

Frank

05.07.2004, 22:06

sonic

05.07.2004, 23:37

Danke für die Erläuterung. Ist soweit alles einleuchtend.
Dennoch scheint mir für kleinere Bots eine Schnecke als Antrieb garnicht so schlecht. Nur muss diese wohl wirklich sehr präcise plaziert werden.
@Omnikron: Wo beziehst du denn all deine Bauteile Zahnräder/Schnecken etc. her?

Weis nicht so recht, als Antrieb wär mir das zu langsam.
Der Vorteil liegt in der sehr hohen Kraft die übertragen wird, und wie z.B. beim Arm, das der Arm sich nicht wesentlich bewegt wenn der Motor aus ist. Also auch nicht vom Motor gehalten werden muss.

Gruß, Sonic

Frank

05.07.2004, 23:46

sonic

06.07.2004, 08:33

Warum zu langsam - keineswegs. Bei Conrad gibt es beispielsweise Schneckenradsätze mit Untersetzung 1:20 / 1:30 und 1:40
In Verbindung mit RB35 (ca. 5000 U/Min) ist das schon recht schnell. Sogar zu schnell für 1:20 ! Und dann gibt es ja auch noch Motoren mit höheren Drehzahlen

Ja ok, schnell ist natürlich relativ O:)
Ich würds einfach ausprobieren, hat ja auch Vorteile wenn ein Robbi an einer Steigung nicht zurückrollt wenn der Motor aus ist.

Gruß, Sonic

Frank

06.07.2004, 10:44

Hi Sonic,

sicher schnell ist relativ! Abe rnimmt man z.B. einen Motor mit 18.000 Umdrehungen (die gibt es schon um die 4 Euro) dann hätte man bei 20:1 Schneckenradsatz und einem Rad von 5 cm Durchmesser nach unserer Berechnung ( https://www.roboternetz.de/motorberechnung.html ) eine Geschwindigkeit von 2,35m pro SEKUNDE!!! Das man das als schnell bezeichnen kann, da stimmen wir sicher überein ;-)
Realistsicher sind wohl dann doch kleinere Umdrehungszahlen und größere Untersetzungen. Ich hab nur Befürchtungen das Schneckenantriebe bei so hohen Geschwindigkeiten ganz schön belastet werden.
Werde es irgendwann mal testen - so ganz billig ist ein Schneckenradsatz mit 9 Euro ja auch nicht.

Gruß Frank

sonic

06.07.2004, 12:38

Hi Sonic,
...eine Geschwindigkeit von 2,35m pro SEKUNDE!!! Das man das als schnell bezeichnen kann, da stimmen wir sicher überein ;-)

Gruß Frank

Naja, sind ja blos 8,5 Km/h ;-) Is aber auch relativ O:)
Gedanklicherweise hatte ich Gehirnintern auch noch ein normales Getriebe zwischen Schnecke und Motor. 18000 Umdrehungen direkt auf die Schnecke, das grenzt ja fast an Fräsen =P~

Gruß, Sonic

Christian_münchen

15.07.2004, 21:21

Hi Omicron,
zunächst einmal Glückwunsch und Respekt zu deinem Arm. Plane selbst ähnliches Projekt,jedoch etwas kleiner dimensioniert. Werde statt Schrittmotoren Servos benutzen und diese ohne Servoelektronik über den L293D ansteuern.
Welche Motortreiber hast du verwendet und wie hast du diese angeschlossen?(Schaltplan+Erklärung)?
Vielen Dank im Voraus
MFG ,Christian

Omnikron

15.07.2004, 21:52

Hallo Christian_münchen.
Also als Motoren habe ich auschließlich RB-35 Motoren verwendet. Diese werden auch in der Motorenliste (Artikel) auf dieser Seite beschrieben.
Der Motortreiber sind bei mir zwei L293D. Mit diesem kann ich mit 8Bit Datenleitungen 4 Motoren in alle Richtungen steuern.

mfg
Omnikron

Spion

11.02.2006, 22:49

Hallo

Ich wollte mal fragen was aus dem Projekt geworden ist?
Haste jetzt neue Motoren eingebaut?
Wenn ja, wieviel hebt er?

mfg Luca

Omnikron

12.02.2006, 00:47

hallo spion. Hab das projekt leider einstellen müssen. Konnte leider nichts finden was meinen Anforderungen passt und nicht einen kompletten umbau beudeutet hätte. :-(
Selbst wenn das Problem mit den Motoren behoben wäre, ist immer noch zu viel Spiel in der ganzen Konstruktion.
Also hab ich mich dann neuen Zielen zugewand, und die Schrittmotren in einem fahrbaren Roboter verbaut (siehe pers. Gallerie).
Würde jetzt wohl auch eher große Servos statt Schrittmotoren für den Arm verwenden. Das wirkt sich dann positiv auf die Steuerung und den Stromverbrauch aus als die Schrittmotor lösung.
mfg Omnikron

Kampfratte

17.03.2006, 02:39

um nochmal zu den schnecken zu kommen: um die Motoren zu entlasten würde ich am dem Motor ein kleines "normales" Zahnrad machen dann würde ich eine welle machen, die ein größeres zahnrad hat und seeehr gut gelagert wird... auf die welle kannst ja dann die schnecke ziehen... das entlastet den motot ungeheim und durch die vorhergehende übersetzung hast du noch mehr power zwar bei weniger geschwindigkeit, aber du quälst den motor nicht und belastest die antriebswelle/ aufhängung nicht wegen der schnecke...