Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : hochgrasmäher
ich hab hier knapp hundert m² wiese, die ich auch als wiese und nicht als rasen belassen will. das heißt, daß das gras nur zwei mal im jahr geschnitten wird und entsprechend hoch ist. damit's spannend wird, ist das ein hang mit geschätzten 30° neigung.
also schwebt mir ein entsprechender mähroboter vor. das projekt, wie's mir derzeit vorschwebt, hat eine menge unbekannte:
fahrwerk und antrieb für das geländemähwerk - ist eine heckenschere ein adäquater ersatz für einen mähbalken?navigation, weil zwingend parallel zum hang in sauberen streifen gemäht werden mußhinderniserkennung im hohen gras
ich geh's also ganz gemütlich an (neudeutsch: feasibility study) und fang mal mit einem ferngesteuerten fahrwerk an -- wenn das zeug eh nicht am hang fahren kann, pfeif ich drauf und greif wieder zur sense.
basis sind zwei akkuschrauber, profilierte 16cm-räder aus dem baumarkt, eine fernsteuerung (spektrum DX5e), ein 7,2Ah 12V bleiakku oder auch die 18V-akkupacks der schrauber.
inzwischen sind die akkuschrauber zerlegt, die drehzahlregelungs-elektronik als unbrauchbar verworfen (dort ist nichtmal ein poti drin, sondern 7 leiterbahnstreifen kontaktieren abgriffe in einer reihenschaltung von widerständen), aber der FET mit dem netten gußkühlkörper bleibt, für das china-teil gibt's sogar ein minimales datenblatt, 60V/60A/16mOhm sind OK.
nachdem das kein logic-level-FET zu sein scheint, wird er, nach langem stirnrunzelndem durchgraben meiner teilesammlung, über einen als komparator mißbrauchten LM324 angesteuert, so daß ich die 5V vom uC auf >10V bringe. weil's nur ein proof of concept ist, spar ich mir derweil noch die H-brücke und fahr halt nur vorwärts.
erstaunlicherweise funktioniert das ganze trotz der komponenten "meine erste opamp-schaltung" und "mein erster power-MOSFET", allerdings nur bei einer PWM-frequenz von 4kHz, bei 32kHz ist bis 50% duty cycle komplett aus und ab 50% komplett an, das wird wohl die slew rate vom 324 mit 0.5V/ms entsprechend ca. 20kHz grenzfrequenz bei 12V spannungshub sein -- mein scope steht leider grad 75km weit weg.
das einlesen der servo-signale vom fernsteuerempfänger funktioniert auch schon, da hat's zwar noch unregelmäßigkeiten, aber die find ich morgen noch oder ich filter sie in software weg. eigentlich kommt dieses "proof of concept"-zeug meiner arbeitsweise sehr entgegen, man kann sich selber jede unsauberkeit erlauben und schönreden :-)
aber egal, ich hab das zeug soweit, daß ich über die fernsteuerung die drehzahl regeln kann, also wird morgen gesägt und gebohrt und geschraubt und das ding auf seine räder gestellt. da wird's dann erst recht unsauberkeiten geben, mechanik ist nicht meine starke seite.
das layout vom fahrwerk: die angetriebenen räder ganz vorne, 30-40 cm spurweite (damit eine heckenschere von max. 50 cm davorpaßt), und 40-50cm radstand zur nachlaufenden rolle. den schwerpunkt will ich so weit unten wie möglich haben bei gleichzeitiger maximaler bodenfreiheit. in der horizontalen kann ich den schwerpunkt durch die position des bleiakkus variieren, da wird auch einiges an experimentieren fällig, was die beste traktion bringt.
die räder haben eine 12mm-bohrung, da kommt ein knapp geschnittenes 10x12-alurohr rein, dort dann eine 10er gewindestange, karosseriescheiben und muttern drauf, und das ganze wird ins bohrfutter vom akkuschrauber gespannt. schöner wäre eine ketten- oder riemenuntersetzung von 4:1 oder so, aber derweil ist mir das zuviel aufwand. schön wären auch luftreifen mit 20 oder 26cm durchmesser mit kugellagern auf einer achse, aber das setzt dann wieder ketten- oder riementrieb voraus.
ach ja, und ein brett von den ungefähren abmessungen eines heckenscherenblattes kommt auch vorn dran, die frage ist, ob es eine höhen- und winkel-einstellung dafür gibt, wo sich das ding nicht in kuhlen in den boden gräbt und andernorts zu weit vom boden weg ist.
ich bin schon gespannt, wie sich das entwickelt...
Unregelmässigkeite i der Fernsteuerung und Heckenschere vorne dran klingt nach keiner besonders guten Kombination.
Ok, zum Testen des Fahrwerks wirst du die Heckenschere vermutlich nicht installieren, aber eine autonom fahrende Heckenschere finde ich selbst bei funktionierender Steuerung etwas riskant.
da hast du prinzipiell recht, aber einige faktoren machen das weniger problematisch: die wiese ist eingezäunt, bei jeder heckenschere, die ich bisher gesehen habe, stehen die zähne des fixen blattes vor, so daß sie nur <= fingerdicke gegenstände überhaupt zwischen die zähne bekommt, und bei 2 mal mähen im jahr wird das jedenfalls unter aufsicht stattfinden...
Zu Detail ein paar Ezzes:
Vielleicht die Heckenschere vertikal frei beweglich lassen und mit sowas wie einem Möbelroller (z.B) in der Höhe führen lassen.
30 Grad Schräge ist nicht übel, dass das Werkel nicht einfach seitlich abrutscht oder schwer kontrollierbar versetzt. Sowas wie Spikes ?
Wäre eine Fadenschneider- (Motorsense-) Technik nicht ev. energie-effizienter ? Heckenscheren brauchen ganzschön Saft durch das Hin-und her
Hinderniserkennung ist problematisch, den Unterschied zwischen einem hohen Löwenzahn und einer Stange (z.B.) zu erkennen.
Aber schlechtreden will ich nix, is nur das, was mir grad einfällt.
Hallo Christian,
die mitlaufenden Räder würd ich keineswegs hinter die angetriebenen setzen, sondern davor, so nahe wie möglich an den Mähbalken. Dann führen sie den Mähbalken schon annähernd mit der Geländeform mit.
servus,
Hannes
hannes,
wenn ich die mitlaufenden räder nach vorn gebe, hab ich zwei probleme: erstens hab ich dann vier räder und damit immer eines in der luft hängen. zweitens wird dann der radius zwischen dem mähwerk und der drehachse des fahrzeugs groß, was das rangieren schwierig macht. ich will ja möglichst nah an die grenzen der wiese mähen können.
aber genug der theoretisiererei, jetzt wird gefrühstückt und dann gebaut...
Klingon77
28.08.2009, 12:02
hi,
interessantes Projekt.
Könnte man die Wirkung der Heckenschere evtl. mit einem raschlaufenden Schwungrad und einer Übersetzung in´s Langsame für die eigendliche Schere etwas optimieren?
Für einen derartigen "Dauerlauf" der Schere wäre evtl. eine Überarbeitung der Scherenmechanik erforderlich?
liebe Grüße,
Klingon77
Könnte man die Wirkung der Heckenschere evtl. mit einem raschlaufenden Schwungrad und einer Übersetzung in´s Langsame für die eigendliche Schere etwas optimieren?
das wär halt in hinblick auf die sicherheit schlecht, weil die schere dann nicht sofort stoppt, wenn man den motor abschaltet. da schau ich zuerst einmal, ob sie so gut genug schneidet.
update zum projekt: das ding fährt. wie gut es fährt, kann ich noch nicht sagen, weils natürlich erst nach einbruch der dunkelheit fertiggeworden ist, aber es sind jedenfalls schon die muttern, mit denen die räder auf den gewindestangen festgeklemmt sind, locker geworden...
morgen geht's ins gelände.
Klingon77
29.08.2009, 11:33
das wär halt in hinblick auf die sicherheit schlecht, weil die schere dann nicht sofort stoppt, wenn man den motor abschaltet. da schau ich zuerst einmal, ob sie so gut genug schneidet.
hi,
das ist ein Aspekt, den ich nicht beachtet habe...
Gibt es auch Bilder Deines Projektes? Würde mich (und andere?) freuen.
liebe Grüße,
Klingon77
021aet04
29.08.2009, 11:45
Hast du normale Muttern genommen, weil sie sich gelöst haben? Es gibt selbstsichernde Muttern (glaube die heißen so), die einen Kunststoffring besitzen, damit sie sich nicht lösen. Die werden auch bei Modellautos bei den Rädern verwendet.
ist eine heckenschere ein adäquater ersatz für einen mähbalken?
Moin moin.
Du hast "meine Idee geklaut" :-) Ich würde die Heckenschere allerdings
gerne mittig am Bot schwenkbar lagern und dann im Halbkreis vor/zurück
schwenken um die Doppelte Fläche zu erfassen. Als Führung am Ende
des Mähbalkens einfach eine Schlaufe aus ca. 2 mm Stahldraht.
Ein Landmaschinenfachmann glaubt das es klappen kann, befürchtet
allerdings das das Mähwerk wegen Dreck/Staub/Sand nicht lange
leben wird. :-(
Gruß Richard
Hast du normale Muttern genommen, weil sie sich gelöst haben? Es gibt selbstsichernde Muttern (glaube die heißen so), die einen Kunststoffring besitzen, damit sie sich nicht lösen. Die werden auch bei Modellautos bei den Rädern verwendet.
als nächsten schritt werd ich schraubensicherung (loctite) verwenden, wenns nicht hält. aber jetzt hab ich's erst einmal die muttern ordentlich angeknallt.
Du hast "meine Idee geklaut" :-) Ich würde die Heckenschere allerdings gerne mittig am Bot schwenkbar lagern und dann im Halbkreis vor/zurück schwenken um die Doppelte Fläche zu erfassen. Als Führung am Ende des Mähbalkens einfach eine Schlaufe aus ca. 2 mm Stahldraht.
Ein Landmaschinenfachmann glaubt das es klappen kann, befürchtet allerdings das das Mähwerk wegen Dreck/Staub/Sand nicht lange leben wird :-(
du willst es vorne mittig lagern und dann vor dem bot hin- und herschwenken? scheint mir recht aufwendig. welche breite willst du erreichen und wie weit sind deine planungen?
wegen dem verschleiß... das ist natürlich ein potentielles problem, bei den heckenscheren läuft ja, soweit ich das gesehen hab, einfach stahl auf stahl. andererseits ist das bei "echten" balkenmähwerken, soweit ich da konstruktionsdetails finden konnte, wohl auch so.
so. jetzt muß es nur noch zu regnen aufhören, dann kann ich testen und photos machen.
cm.
021aet04
29.08.2009, 12:52
Schrauben kannst du so fest ziehen wie du willst, wenn Vibrationen drauf sind lösen die sich. Loctite hilft. In der Firma hat sich einmal ein Motor (ich schätze ca 100kg) gelöst. Alle 4 Muttern waren ca 2cm von der Motorbefestigung entfernt. Zahnriemen rutschte durch.
Wenn du eine größere Fläche auf einmal mähen willst würde ich vorne ein Mähwerk montieren und links/rechts auch noch eins, wie bei den Traktoren in der Landwirtschaft. Du könntest es so machen, wenn er z.B. zum laden fährt schwänkt er die Mähwerke zum Roboter, damit er schmäler ist.
so, zwischen zwei regenschauern war genug zeit, um eine runde auf der wiese zu testen. folgende probleme:
die bodenfreiheit ist viel zu gering, das liegt aber hauptsächlich an den selbstgebauten lagerungen für die motoren, da gehen noch ein paar cm.
das ding ist zu schnell, um es sinnvoll steuern zu können; die motoren laufen erst ab PWM-werten von 127 an, drehen dann aber schon so schnell, daß es zu schnell ist. dadurch wird das lenken auch schwierig, weil wenn die motoren auf minimal-PWM laufen, kann ich nur mehr einen ganz stoppen, nicht mehr fein lenken.
wenn die motoren mal laufen, dann kann man auch auf 80 oder so runtergehen, da muß ich mir noch was einfallen lassen.
die motoren bringen genug drehmoment, das problem ist die traktion - beim bergauffahren drehen recht bald die räder durch. da würd ich mir von lufträdern mit geringem luftdruck und gescheitem profil auch noch was versprechen.
die muttern auf den gewindestangen haben sich jetzt nicht gelöst, aber die bohrfutter, in denen sie stecken, gehen hie und da auf.
die idee mit einer kettenuntersetzung wird immer attraktiver. beim mädler schaut das alles auch recht bezahlbar aus, kennt einer einen ähnlichen lieferanten in österreich? beim großen C kauf ich so ungern...
und ein photo vom derzeitigen status gibt's auch; man sieht ganz schön meine mechanischen fähigkeiten, die sich mehr oder weniger auf sägen und spaxen beschränken :-) zwischen den rädern sind die motoren, getriebe und spannfutter der akkuschrauber, deshalb ist das ding auch so breit. die stecken in hölzernen "lagerböcken", wie ich sie mir ich glaub vom vohopori abgeschaut hab. rechts neben dem bleiakku sieht man einen der kühlkörper mit FET, hinter dem akku ist die platine mit 7805, mega8 und LM324 für den FET-treiber. ganz hinten ist eine lenkrolle.
021aet04
29.08.2009, 17:49
Den Akku könntest du noch Richtung Antriebsräder geben, damit mehr Gewicht auf den getriebenen Rädern ist, dadurch hast du eine bessere Kraftübertragung. Damit du eine bessere Regelung im unteren Bereich hast kannst du noch ein Getriebe dazwischenschalten, außer du willst die maximaldrehzahl so haben wie es ist. Ich würde die Räder noch lagern.
mal ne andere Frage, wo hast Du die Räder her, aus welchem Baumarkt und was haben die gekostet?
die räder sind aus dem baumax (österreichischer baumarkt), "PVC-Rad 150x34x12mm", 2,59 pro stück. das ca 1 mm tiefe profil setzt sich allerdings ratzfatz mit nasser erde zu...
ich hab jetzt an den PWM-parametern gefeilt und kommt damit auf geringere drehzahlen, und die bodenfreiheit hab ich auch erhöht. morgen wird sich zeigen, ob's merkbar besser geworden ist.
eddie: ich hab ja schon ein getriebe, sind schließlich akkuschrauber :-) -- aber die drehen laut aufdruck mit max. 550 RPM, ich brauch eigentlich max. 60 RPM. wenn ich aus diversen motordatenblättern von halber nenndrehzahl als bereich des höchsten wirkungsgrades ausgehe, komm ich mit einem 5:1-getriebe aus, das sich mit ketten realisieren ließe -- siehe auch meine frage nach einem österreichischen lieferanten wie mädler weiter oben.
gute nacht,
cm.
bereich des höchsten wirkungsgrades ausgehe, komm ich mit einem 5:1-getriebe aus, das sich mit ketten realisieren ließe --
Wenn deine Räder eh zuwenig Grip haben und du mehr Bodenfreiheit brauchst, wären grössere Räder vieleicht nicht schlecht. Zahnkränze von alten Fahrrad-Tretlagern könnte man vielleicht auch als Räder nehmen.
Falls du an Grössere Räder denkst, solltes du das auf jeden Fall bei der Untersetzung für dein Getriebe berücksichtigen.
du willst es vorne mittig lagern und dann vor dem bot hin- und herschwenken? scheint mir recht aufwendig. welche breite willst du erreichen und wie weit sind deine planungen?
Moin moin.
Hmmm ich bin ein ewiger Planer, lasse mich halt gernevon neuen
Ablenken. :-) Meine Prototyp plattform mit Rädern und 2 Scheibenwischer
Motoren ist fahrbereit und macht schon mal etwas im Wohnzimmer
herum. Mähwerk habe ich noch keins, erst einmal muß ich mir darüber
klar werden wie ich dem Teil eine gewisse KI beibringen kann.
Das wird aber sicherlich noch lange dauern, ich denke da schon eher
in Jahren....Aber bis zur Rente muß ich noch einige warten. :-(
Gruß Richard
liebe leute,
weitere mißerfolge gibt's zu berichten.
zuerst hab ich heut die motoraufhängung umgebaut, indem ich die entsprechenden teile aus den akkuschrauber-gehäusen ausgesägt hab und an einer holzlatte befestigt. das war eigentlich der erfolg des tages, das taugt was.
dann war ich, nach einigen fahrversuchen auf der ebenen, gemähten wiese, auf der zielwiese am hang. fazit: das ding bewegt sich keinen zentimeter, jedenfalls nicht in die gewünschte richtung. keine spur von traktion, sobald das gelände uneben oder steil wird.
daher hab ich den akku direkt über die antriebsräder montiert, aber zum testen, ob das bessere traktion bringt, bin ich nicht mehr gekommen, weil mir die FETs durchlegiert sind -- offenbar haben die's übelgenommen, daß die masseverbindung zum akku lose war.
also hab ich sie durch IRLZ24N ersetzt, und die haben auch sage und schreibe 5 sekunden gehalten, bis sie niederohmig geworden sind. und dabei haben sie mir nicht einmal was vorgeraucht :-( nun gut, die können 18A absolute maximum, die 60NF06 konnten 60.
was ergibt sich daraus?
erstens, das fahrgestell wird zum 4WD werden müssen, mit größeren rädern, 20 oder 26cm durchmesser, luftbereift und mit profil. die räder einer seite werd ich eng zusammensetzen und über eine kette mit einem motor antreiben, untersetzung wohl 1:5. damit wird die spurweite nebenbei auch kleiner werden, weil ich dann die ziemlich lang bauenden motor-getriebe-kombis nicht mehr in einer achse haben muß.
zweitens, es muß eine drehzahlregelung her, so ist das ding nicht zu fahren, weil die beiden seiten bei gleicher PWM-beschickung je nach traktion ganz unterschiedlich schnell drehen.
drittens, es müssen ordentliche motortreiber her. ich glaub, ich hol mir auf ebay zwei VNH2SP30, und kleb die dead bug style auf je einen pentium-II-kühlkörper. oder ich fang wieder an, platinen zu ätzen (das letzte mal war vor 25 jahren, meine mutter hat mir die sauerei mit eisen-III-chlorid ziemlich übelgenommen :-)
viertens, weil die FETs nicht hoch-, sondern niederohmig werden, wird wohl der controller den motorstrom über ein relais schalten, für die notabschaltung. das sollt sich über die drehzahl ganz gut feststellen lassen, ob das notwendig ist.
das heißt, es wird jetzt einmal eine zeitlang pause sein mit diesem projekt.
richard: was glaubst du, wie lang ich schon über diesen bot nachdenke? jetzt bin ich halt 3 wochen in unserem wochenendhaus auf urlaub, also da, wo das einsatzgebiet für das teil ist, hab der liebsten das belegen des halben wohnzimmers mit meiner elektronikausrüstung mit dem kaninchen-bau-erkunder (siehe anderen thread) schmackhaft gemacht :-) und gleich mit dem anderen bot auch losgelegt.
021aet04
30.08.2009, 23:47
Ich würde den Strom vom Motor messen und eventuell eine Strombegrenzung oder eine elektronische Sicherung einbauen.
die VHN2SP30 sollten ja laut datenblatt sowieso ziemlich unkaputtbar sein, und sie messen auch gleich den strom, da kann man dann entsprechend zurückregeln.
"elektronische sicherung" klingt wiederum wie etwas, was entweder einen zu hohen widerstand hat (ich bau mir ja keinen treiber mit einstelligen milliohms ein, um das dann anderswo zu versauen), oder wieder einen FET, der niederohmig werden kann. vielleicht bau ich eine eigene schaltung, die ein heartbeat-signal vom uC erwartet und bei ausbleiben desselben das relais abfallen läßt - das würde auch programmabstürzen vorbeugen. (nach murphy werden sich dann natürlich die relaiskontakte verschweißen :-)
aber zuerst muß die mechanik mal funktional sein...
021aet04
31.08.2009, 00:08
Eine elektronische Sicherung funktioniert mit Fets. Wenn der Strom zu hoch wird, schaltet der Fet hochohmig wie eine Sicherung, nur dass man die wieder rückstellen kann.
Ich habe hier den RN Dualmotortreiber mit VNH2SP30 meine
Scheibenwischermotore treibt der ohne Probleme, die ziehen
aber maximal bis zu 10 Ah. Wenn Deine Motore 50 Ah ziehen
wird das Probleme geben. :-( Accuschrauber sind von Hausauch
nicht für Dauerbetrieb ausgelegt, ich fürchte lange überleben die
nicht...
Der RN Dualmotortreiber läßt sich recht einfach mit einem AVR
und PWM ansteuern, in Bascom ist ein Beispieltestprogramm für
erste Versuche mit Anfahr und Bremsrampe vorhanden und
in wenigen Minuten "Zusammengeklickt". :-)
Bei Pollin bekommst Du Scheibenwichermotore für ca. 12 Euronen,
meine Räder Luftgefüllte Sackkrarrenräder mit Profiel ca. 23cm
Durchmesser haben auch Grip wenn da ein ordentlicher Accu drauf
lastet. Bei meinem Bot sitzen die Räder in der Mitte, als Plattform
dient eine 60 cm Tischplatte. So kann der Bot auf der Stelle Wenden.
Durch das Schnekengetrebe sind max 40 1/Min möglich und Kraft
haben die Motoren allemal genug.
Für die Räder habe ich mir Achsen drehen lassen welche diereckt
auf die Motorachsen geschraubt und mit Madenschrauben fixiert werden,
Gelagert werden die dann mit einem Stehlager.
Hier muß es auch einen Link zu Bildern geben, ich finde ihn leider
nicht wieder. :-( Da ich meinen pC neu aufgesetzt habe und natürlich
NIX gesichert hatte...finde ich die Bilder auch nicht mehr im Webspace!
Dumm gelaufen......
Gruß Richard
richard,
bist du sicher, daß die scheibenwischermotoren beim anlauf oder beim blockieren nicht mehr ziehen?
ich muß die akkuschraubermotoren mal vermessen, ich hab hier ein uraltes 30/60A-zeigeramperemeter im holzgehäuse, das auf das erwecken aus dem dornröschenschlaft wartet.
das softwaremäßige ansteuern vom motortreiber macht mir keine sorgen, das unterscheidet sich nicht wesentlich von einem L293. eigentlich hätt ich eh schon den RN dualmotor bestellt, aber die versandkosten von 17,- nach österreich haben mich dann doch abgehalten -- die chips gibt's auf ebay um unter 7,- plus 4,- versand, und sonst ist ja außer der platine nix dran.
ad sackkarrenräder: alle, die ich bisher gesehen hab, hatten kugel- oder gleitlager. wie hast du die an den wellen befestigt?
du warst ja mit deinem chassis noch nicht im gelände, oder? weil auf ebenem gras fährt meine konstruktion auch gut genug...
ciao,
cm.
richard,
bist du sicher, daß die scheibenwischermotoren beim anlauf oder beim blockieren nicht mehr ziehen?
ad sackkarrenräder: alle, die ich bisher gesehen hab, hatten kugel- oder gleitlager. wie hast du die an den wellen befestigt?
du warst ja mit deinem chassis noch nicht im gelände, oder? weil auf ebenem gras fährt meine konstruktion auch gut genug...
ciao,
cm.
Moin moin.
Ich habe hier ein 2 x 30 V 5 Ah Master/Slave Labornetzteil und
dessen Ah-Meter zeigt bei Lauf ohne Last rund 1,5 Ah/Motor an.
Im Gelände mit Accugewicht 24 Ah Bleigel habe ich noch nicht
getestet da muß ich mir noch ein Programmteil für den ADC
schreiben. Die Motoren werden "immer" über eine Anfahrrampe
hochgefahren, die begrenzt den Strom natürlich auch.
Wenn ich soweit fit für den PID Regler bin, muß ich eh die
Sprungantwort bestimmen, da kann ich dann auch gleich die
Stromwerte mit Loggen.
Die Räder mit Gleitlager werden (noch)auf die Achse mittels
Zahnscheibe festgeklemmt, ähnlich wie bei Dir. Ich habe mir
gedacht das ich mir eine Scheibe mit Zähnen mache welche
a.) mittels Kerbe auf die Welle rastet und b.) mit den Zähnen
in die Radspeichen greift. Dann sollte das ganze verdrehsicher sein.
Im Moment ist ein Motor zerlegt, ich habe am Kollektor 4 kleine
Magnete 1mm geklebt und erfasse mit einem Hallsensor die
Ankerdrehzahl. So komme ich auf ca. 160 Impulse/Radumdrehung.
Leider habe ich den Hallsensor verpolt angeschlossen und darf
den jetzt erneuern....jetzt kommt ne Verpolschutzdiode mit rein!
Gruß Richard
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