Wie entlaste ich Servo (in Halteposition)?

[sillenet]

Ich habe eine Konstruktion gebaut, bei der ein Servo (BLUEBIRD SERVO SUPER STRONG BMS-630 MG, bei 6V 146Ncm) eine Scheibe dreht (ca. 22cm DM), auf der eine Schnur geführt ist, die wiederum über einen Flaschenzug eine Acrylröhre (15cm DM, Höhe ca. 30cm, ca. 300-400g) auf einer Schiene auf und ab bewegen soll. (siehe Bilder)

Der Servo wird dabei über ein Arduino angesteuert, muss Positionen halten können und scheint damit ziemlich überfordert, je höher er die Röhre ziehen bzw. halten muss, er brummt und wird heiß. Mittlerweile ist mir auch schon einer kaputt gegangen.

Gibt es eine Möglichkeit den Servo zu entlasten? Vielleicht ein Gegengewicht? Sollte man das Gewicht irgendwie vom Servo weglagern?

Ich bin dankbar für jeden Rat!

http://f.imagehost.org/0319/Servokonstruktion.jpg

[vohopri]

Hallo Sille,

ja Gegengewicht ist notwendig. das Gegengewicht sollte auch über Seil auf und ab fahren, die statische Belastung auf 0 ausgleichen und das Seil sollte genau in Gegenrichtung vom Lastseil von der Scheibe ablaufen. Das entlastet die Servowelle weitestgehend.

grüsse,
Hannes

[kolisson]

nun ja...
bei fahrstühlen nimmt man im allgemeinen ein gegengewicht welches in etwa der halben gesamtlast entspricht. das gewicht ist bei nem 4 personen-fahrstuhl dann so schwer, wie der fahrkorb mit zwei personen.

allerdings ist vielleicht eine lösung mit einem schneckengetriebe auch nicht schlecht.

gruss klaus

[HeXPloreR]

Hallo,

das was bisher gesagt wurde ist schon mal eine wichtige Sache. Und zum Haltepunkt würde ich vorschlagen eine Art "Fahrrad-Bremse" über einen Servo oder eher son "klingel dings da Magnetteil " anzusteuern und damit dann die Schreiben - Zugscheibe + Gegengewichtscheibe aufeinander gelegt - zu halten. Eventuell eine raue Oberfläche herstellen.


mfg

[sillenet]

Das hört sich ja auf jeden Fall schon mal so an, als gäbe es Lösungen ohne großen Umbau! Vielen Dank.

Das mit dem Gegengewicht müsste dann also so (siehe Bild) aussehen?
Das Prinzip mit der Fahrradbremse hab ich irgendwie noch nicht so richtig verstanden.
Und das Schneckengetriebe? Der Servo bekommt eine Gewindeachse, mit der er wiederum die Scheibe, bzw. ein Zahnrad antreibt, oder? Wo gibts sowas? Und was passt auf einen Servo? Und wie bringe ich die Scheibe/ das Zahnrad an eine Wand an, auf einer Achse, muss ja beweglich bleiben?

http://g.imagehost.org/0135/servokonstruktion1.jpg

[021aet04]

Ich würde die Schnur öfter um die Scheibe wickeln. Wenn du ein Schneckengetriebe nehmen willst, musst du den Servo ubauen, damit sich die Welle endlos drehen kann. Das Poti musst du an der Scheibe montieren, damit du den Weg zusammenbringst

[HeXPloreR]

wegen der "FahrradBremse" ...also nur das Prinzip der beidseitigen Klemmung. Wie an einem Fahrrad eben - Felgen- oder "Scheiben"bremse ist (fast) egal. Da ziehst du ja auch am Bowdenzug und es zieht die Backen zusammen...


mfg

[vohopri]

Hallo Sille,

so gleichst du zwar die Drehbelastung aus, aber du belastest die Servoachse unnötig, weil beide Seile nach links ziehen.

Umschlinge doch die Scheibe vollständig und setze das Servo etwas höher. So dass das Lastseil waagrecht nach links geht und das Ausgleichseil waagrecht nach rechts. Dann heben sich die Belastungen gegenseitig auf. Nicht nur die Drehbelastungen, sondern auch noch die Knickbelastungen an der Achse. Dadurch weniger Reibung und auch längere Lebensdauer.

Der Bremsenvorschlag ist eine Fehlkonstruktion und der Schneckenantrieb wäre wieder ein ganz anderes Konzept.

grüsse,
Hannes

[HeXPloreR]

Bremse ---> Fehlkonstruktion?? :shock: Warum das??

...am Schlitten angebracht, würde das Ding überall angehalten werden können...
Ich denke das Gegengewicht sollte garnicht über den Servo laufen, sondern direkt über eine Umlenkung am Schlitten befestigt sein.

EDIT: ebenso wenn man das Seil klemmt...

EDIT2: Also das Gegengewicht hängt am Schlitten, der ist dann geringfühgig schwerer...vielleicht benötigt man sogar garkeine Bremse wenn das Servogetriebe stromlos trotzdem hält - oder Scnheckgetriebe mit kleiner Untersetzung wäre so wirklich noch am besten geeignet was den zusäzlichen Aufwand betrifft - wo kolisson unter sagte.

mfg

[kolisson]

hallo mein lieber sillenet,

jetzt hast du uns .. oder zumindest mich ja sehr zum denken gebracht.
könnte ja wieder ein aufregendes thema werden.

interessant finde ich den einwand von vohopri mit der seitlichen belastung der servoachse. da wäre ich wohl erst draufgekommen, wenn die achse gebrochen wäre.

also .. selbst wenn man nur ein bisserl mitliest und mitdenkt, lernt man was für die eigene zukunft. finde ich prima!!!

es gibt wohl viele möglichkeiten der verhinderung einer mechanischen überlastung.. jedoch finde ich, nachdem ich jetzt so mitgedacht habe , die ösung mit dem schneckenantrieb am besten. (scheibenwischermotor umgebaut zum servo).

da hat man zwar die gleiche last auf dem antrieb, wird aber keinen achsbruch erleiden, da durch die um 90Grad gedrehte last, die dann auch noch direkt in die lagerung der schnecke läuft vielleicht glücklicher sein.

die bremsgeschichte ist evt. auch interessant .. aber mir würde das beim ersten blick zu kompliziert erscheinen.

evt. macht es sinn, wenn du mal etwas darüber berichtest, wie hoch eigentlich die lasten sind, die da auftreten. vielleicht , wenns nicht zu geheim ist, erklärst du mal, um was es eigentlich geht.

gruss

klaus

[sillenet]

Was das Ganze soll, könnt ihr Euch hier anschauen:
http://www.silkehilsing.de/diplomblog/


Ich denke, ich werde es jetzt wie auf dem folgendem Bild versuchen. Den Servo kann ich leider nicht höher setzen, deshalb setze ich die Schiene mit dem Gegengewicht etwas nach unten, so bilden die Schnüre von Gewicht und Gegengewicht eine Linie.
Die 2. Scheibe für das Gegengewicht muss halb so groß wie die andere sein, weil ja das Gegengewicht ohne Flaschenzug gezogen wird, wäre der Weg sonst doppelt so lang und soviel Platz habe ich nicht zur Verfügung. Damit braucht man auch weniger Gewicht als Gegengewicht, weil ja das Gewicht sich ohne Flaschenzug nicht halbiert.
Ich hoffe das funktioniert so.

Vielen Dank für Eure Tips!

http://f.imagehost.org/0991/gegengewicht.jpg

[kolisson]

hallo sillenet

habe deinen link befolgt und das video gesehen.
ist natürlich kein fahrstuhl.. aber sieht ja nett aus..
und mit der musik und dem laser ist es ja richtig kunst.

da man ja mit nem scheckenantrieb und nem scheibenwischermotor
ganze osterhasen hoch und runterfahren könnte, war diese idee wohl deutlich überdimensioniert.

wenn es so klappt, wie du es jetzt vor hast, ist es okay.

ansonsten käme wohl die idee mit der fahrradbremse wohl wider ins spiel.

präzise denke ich da mal an ein friction-pad.

man nehme einen filzstück und eine blattfeder.
dieses filz drückt auf die aussenseite deines plexirades.
dies erhöht dann zwar die benötigte kraft während des aktiven betriebes,
bremst dann aber im ruhezustand auch die kräfte.

gruss klaus

[vohopri]

Hallo Silke,

schaut gut aus, wird so funktionieren. Die Beschleunigungskräfte sind durch das Gegengewicht verdoppelt worden. Das heisst ruckartige Bewegungen werden belastender. Aber dem Video entnehme ich, dass es ohnehin ruhiger abläuft.

Deine Arbeiten gefallen mir gut und sie sind schön präsentiert.

grüsse,
Hannes

[Richard]

Moin moin.

Nettes Projeckt. :-) Anstatt Scheibenwischermotor der doch etwas
groß ist, tut es auch ein Fensterheber Motor vom Schrottplatz. die
haben auch ein Schnekengetriebe und mit der Hand hält die auch
keiner an. Zudem sind die recht klein. :-)

Gruß Richard

[orusa]

(...)

Damit braucht man auch weniger Gewicht als Gegengewicht, weil ja das Gewicht sich ohne Flaschenzug nicht halbiert.


Den Satz verstehe ich nicht ganz. Das eigentliche Gewicht (Rohr) wird doch über einen Flaschenzug mit einfacher Umlenkung geführt.
Damit ist doch dann die erforderliche Zugkraft im Seil vom Rohr zum Servo halb so groß wie das Gewicht des Rohres.
Durch die zwei Scheiben am Servo mit unterschiedlichem Durchmesser wird dies aber wieder kompensiert, indem das Seil zum Gegengewicht einen nur halb so langen Hebelarm hat und dadurch wieder doppelt so viel Kraft übertragen muss.
Damit müsste, von Reibungsverlusten mal abgesehen, das Gegengewicht genau gleich schwer sein, wie das Rohr.

[vohopri]

Ja,

orusa hat recht, die Übersetzung wird ausgeglichen, daher ist das Gewicht gleich. Gut, wenn wer so aufmerksam ist.


Damit braucht man auch weniger Gewicht als Gegengewicht, weil ja das Gewicht sich ohne Flaschenzug nicht halbiert.

diesen Satz hab ich überlesen. Es muss aber heissen: damit braucht man gleich viel Gewicht als Gegengewicht, weil sich auch das Gegengewicht durch die halb so grosse Scheibe halbiert.

Allgemeiner ausgedrückt: Masse mal Hub muss auf beiden Seiten gleich sein.

grüsse,
Hannes

[sillenet]

Ich habe jetzt mal die Konstruktion mit dem Gegengewicht getestet. Der Servo braucht zwar etwas länger, um sich zu erwärmen, aber nach ca. 15 min ist er doch wieder sehr heiß.

Ich weiß ja nicht wie heiß so ein Servo werden darf und ob überhaupt? Außerdem brummt er eigentlich permanent, auch wenn er steht und "nur" hält. Ist das normal?

Was kann ich denn noch tun?

Einen stärkeren Servo (hab jetzt einen BLUEBIRD BMS-630 MG)? Welcher wäre da vielleicht besser?
Ich betreibe den Motor jetzt bei 6V. Soll ichs mal mit weniger probieren?

Oder liegt es an der großen Scheibe (22cm), die die Schnur zur Säule führt? Die hab ich ja eigentlich nur, wegen des Flaschenzugs (weil ich das Gewicht halbieren wollte), der ja aber nun doch keinen Sinn macht, weil ja so der Weg sich verdoppelt und die Scheibe, also der Hebel größer wird. Also kleinere Scheibe ohne Flaschenzug?

Ich habe mehrmals gelesen, man solle Servos nicht auf Abschlag bzw. Block laufen lassen? Heißt das, wenn er zwischen 0 und 180 grad dreht, soll ich nur zwischen 10 und 170 drehen? Oder heißt das nur, ich soll ihn unter seiner angegebenen Kraft belasten, was mir schon klar wäre.

Ich wär für Eure Hilfe sehr dankbar!

Viele Grüß,
Silke

[vohopri]

Hallo Silke,

Brummen darf es nicht. Es gibt einige Fehlermöglichkeiten, es können auch mehrere Fehler bestehen, die sich addieren. Drum ists am Besten, systematisch vor zu gehen.

Brummt das Servo auch wenn es in der Mitte hält, oder nur in den Endlagen? Wenn nur in den Endlagen, dann könnte eine Bereichseinschränkung sinnvoll sein. Teste doch einfach die Beschränkung auf 10 bis 170°.

Hast du die Balance getestet? Sind Last und Gegengewicht perfekt ausbalanciert? Wir hatten ja erst oben im Thread einen 50%igen Fehler. Testen kannst du, indem die Scheibe vom Servo nimmst.

Sind alle Bewegungen ohne spürbare Reibung Möglich?

Ist die Beschleunigungskurve wohl sanft genug und das Stehenbleiben ausreichend zügig gestaltet? Wird das Temperaturproblem besser, wenn du langsamer anfährst?

Wenniger Spannung bis 4.8 runter kann helfen. Nicht nur, dass dann weniger Verlustleistung heizt, sondern bei manchen Servos wird die Verstärkung dann geringer, sodass sie wenige überschiessend regeln und zu Brummen aufhören. Das muss halt auch getestet werden.

Miss auch die Ströme beim Stellen und beim Halten. Ruhestrom sollte 5 mA oder weniger sein.

Wie schwer sind jetzt eigentlich Last und Gegengewicht und wie gross sind die Seilscheiben? Das Servo ist ja kein schwaches, aber ich kenn die belastenden Momente nicht.

Das wird schon, einfach alles der Reihe nach durch gehen.

grüsse,
Hannes