Suche Leichte und Präzise Winkelgetriebe

[ChRiZ]

Hallo Zusammen!
kennt von euch jemand einen Hersteller der kleine, leichte Winkelgetriebe macht?

Mit klein meine ich ca. 30 X 30 X 30 [mm] :)
bei einer Kraft von ca. 1Nm und einer Untersetzung von min. 20:1

Es geht um einen humanoiden Roboter, der wurde auch schon gebaut. Jetzt geht es darum, die Getriebe zu optimieren.
Momentan verwende ich Schneckenradgetriebe welche ich selber gemacht habe. Leider sind diese nun zu ungenau.

Am liebsten hätte ich keine Schneckengetriebe mehr, da diese selten einen Wirkungsgrad über 50% haben (dafür Selbsthemmend).
Die Selbsthemmung hat aber auch Vor/Nach-teile. Der grösste Nachteil für mich ist, dass ich mit diesen Getriebe keine genaue Drehmomentmessung machen kann.

ich verwende maxon EC10 brushless motoren


Vielen Dank für eure Antworten!

[Klingon77]

hi ChRiZ,

bei www.maedler.de bekommst Du auch präzise geschliffene Getriebeelemente.

http://www.maedler.de/de/Catalog/G/1643/1619/705/743.aspx


20:1 auf 30x30x30 mit 1Nm ...

Wenn Du die Schneckenwelle so konstruierst, daß Du sie in Richtung Schneckenrad verschieben kannst (z.B: Exzenter oder Schieber mit Einstellschraube) kannst Du das Spiel minimieren und die Genauigkeit steigern.

Für einen spielfrein (-armen) Riementrieb reicht der Platz nicht.
Ein mehrstufiges Zahnradgetriebe ist wieder mit Spiel behaftet.

Evtl. würde sich ein Planetengetriebe anbieten (Platzbedarf/Übersetzung).
Hat aber auch Spiel.


Je nachdem, wie groß die Winkel und die Bewegungsgeschwindigkeit in den bewegten Gliedmaßen sein soll könntest Du dies auch über ein anderes System bewegen.

Einen Hebel mit Mutter und Gewindestange.
Trapezgewindespindeln sind recht günstig zu bekommen.

https://ssl.kundenserver.de/s114056157.einsundeinsshop.de/sess/utn;jsessionid=154787f1e1c70e2/shopdata/0008_Gewindetriebe/0020_Trapezgewindetriebe/product_overview.shopscript

Nachteil: keine lineare Verfahrgeschwindigkeit.
Mit zwei Muttern aber recht spielarm einzustellen.

liebe Grüße,

Klingon77

[ChRiZ]

ciao Klingon :)

Vielen Dank für deine Antwort!

Das jetzige Spiel mit einem Excenter zu minimieren habe ich auch schon gedacht :)

ich werde nächste Woche noch ein paar Bilder rein stellen...
was meinst du mit lineare Verfahrgeschwindigkeit?

liebe grüsse
chris

[Klingon77]

hi ChRiZ,

mit "lineare Verfahrgeschwindigkeit" meine ich in dem Fall folgendes:

Wenn Du z.B: einen Arm mit Hilfe eines Schnecken- (oder anderen) Getriebe bewegst bekommst Du pro Motorumdrehung "X" Grad/Minuten/Sekunden Armwinkel-Bewegung.
Der Wert ist immer fest (in Abhängigkeit der gewählten Übersetzung)

Bei dem von mir beschriebenen Lösungsansatz mit der Gewindestange und den Muttern wäre dies nicht der Fall, da sich die Winkelbewegung pro Motorumdrehung des Armes während der Bewegung ständig ändert.

Das macht die Berechnung etwas schwieriger.
Weiterhin hast Du in Abhängigkeit des Winkels zum Antrieb genauere und ungenauere Bereiche, was die Positioniergenauigkeit betrifft.

Betreffend des einstellbaren Schneckengetriebes wäre ich skeptisch, ob es bei nicht geschliffenen Komponenten Sinn macht eine Justage einzuplanen.

Im letzten Jahr baute ich (für ein - leider - weit nach hinten geschobenes Projekt) ein einfaches Schneckengetriebe mit nicht geschliffenen Teilen.

Dem musste ich schon einiges an Spiel geben (im 1/10mm Bereich), damit es sauber lief.

Das Spiel war für die geplante Anwendung aber auch nicht relevant.

Wenn Du über die nötigen Mittel verfügst und es wirklich so präzise sein soll, wäre es evtl. Sinnvoll bei Maedler einen Satz der geschliffenen Teile zu ordern und ein Probegetriebe aufzubauen.

Noch präziser arbeitet die Gewindespindel. Es sind aber nur Bewegungswinkel kleiner als 180 Grad möglich.
Dies sollte für einen Humanoiden locker ausreichen.

Schnelles und genaues Verfahren kann über starke Gleichstrommotoren und auf der Welle befindlichen Encoder erfolgen.
Das kenne ich aber nur als Prinzipdarstellung und habe diesbezüglich keinerlei praktische Erfahrung.


Die gewünschte Genauigkeit (Auflösung) der Schritte sollte aber auch mit der Konstruktion des restlichen Bot´s in Einklang stehen.

Es bringt nichts, wenn man theoretisch eine Position auf 1/100mm genau anfahren kann (Auflösung des Bewegungsantriebs) und die Lagerungen, sowie die Steifigkeit der Konstruktion mehrere 1/10mm Bewegungsspielraum zulassen.



Freue mich auf die Bilder!

liebe Grüße,

Klingon77

[ChRiZ]

Viele Dank für deine Antwort!
Gewindespindeln find ich super, doch würden sie mechanisch einen grosse Aufwand und viel platz benötigen.

Im Team haben wir einen Roboter gebaut (Diplomarbeit) der nur 40cm hoch ist und 20 Freiheitsgrade besitzt. (und 2kg. schwer ist)
diesen werde ich nun optimieren.
Unter anderem müssen die Getriebespiele verbessert werden, und an der Motortreiber-Elektronik noch etwas gefeilt werden.

Wie versprochen hier ein paar Bilder: Das Getriebe (z.b. Unterschenkel) und Rohmaterial.
Ein kleines Video des gesamten Aufbaus folgt noch.

Ich will jetzt mit Rapidprototyping (3d Drucker) einen neuen Unterschenkel, gestalten. Hier kann ich eine sehr komplizierte Form machen, nur bin ich mir über die Festigkeit des Endproduktes nicht sicher...

Mein Problem ist auch das die Welle vom Getriebe des Motors nur 2mm Durchmesser hat, es ist sehr schwer in diesen Dimensionen Schnecken und Schneckenräder zu finden...
Habt ihr noch weitere Links? (ich google mich zu tode :) )

Die jetzigen Getriebe sind von Lemo-Solar.de die waren zwar sehr Preiswert, doch die Genuigkeit ist für diesen Einsatzzweck zu gering. (ca. 1-2 Grad Spiel kann mit einem Excenter vielleicht noch etwas verbessert werden)


viele Grüsse
chris