Hilfe bei Entwicklung

[Mat1980]

Hallo zusammen

Wir wollen einen Roboter herstellen der sich in einer flachen Umgebung auf 4 möglichst schmalen rädern fortbewegt. Der Robbi soll sich im Raum nach einer Licht- oder Laserquelle Orientiren. Zu dieser Quelle fahren, sich 90 Grad abdrehen, Maschinenbreite weiterfahren, 90 Grad zurückdrehen und wieder nach einer neuen Licht- oder Laserquelle fahren die 180 Grad in die vorhergehende Richtung steht.

Die Geschwindigkeit soll max 0.1 m/S betragen
Der Robbi soll ein Eigengewicht von 10- 15 kg haben
Der Robbi soll ein Zuladegewicht von ca 75kg haben
Der Robbi soll mit Akkus betrieben werden.
Der Robbi soll IP65 entsprechen

Wie viel muss ich für so einen Aufbau rechnen für Motoren, Steuerung und Programmierung?

Hat jemand Interesse an diesem Projekt sich zu beteiligen? oder mit zuarbeiten?

grüsse Mathias

[CodeBrowser]

Hallo,

wenn ich mir die Gewichtsanforderungen von deinem Bot ansehe, glaube ich dass du große Motoren brauchst ;-)

Schau mal unter http://www.rn-wissen.de/index.php/Motorkraft_berechnen nach, dort steht wie du für das erforderliche Gesamtgewicht die benötigte Motorkraft berechnest. Es gibt auch einen Link für ein Online-Berechnungsprogramm. Und wenn du dann das benötigte Drehmoment hast, kannst du mal einen passenden Motor und Getriebe suchen. Faulhaber und Maxon haben sehr gute Motoren in Industriequalität. Ich habe mir mal von einem vgl. Anbieter ein Angebot für ein DC Motor inkl. Planetengetriebe mit ca. 4Nm Drehmoment machen lassen. Preis lag pro Einheit bei ca. 400€

Gruß
Andy

[Mat1980]

Nach der Berechnung sollten folgende Angaben für den Bot reichen:

Bei einem Gewicht von 100kg

Raddruchmesser 10 cm
Motorenumdrehungen 5000 U/Min
Getriebe 200/1
Geschwindigkeit 0.13 m /S
Drehmoment 0.15Nm ohne Getriebe

Mit welchem finanziellen Aufwand muss ich hier rechnen?

[CodeBrowser]

Also bei conrad gibt es einen Getriebemotor mit einer 148:1 Untersetzung (Artikel Nr 222366 - 62). Der kostet knapp 24EUR. Der hat eine Leerlaufdrehzahl von 106Upm bei einem sog. Spitzendrehmoment (Stall-Torque: bei diesem Drehmoment blockiert der Motor) von 14Nm am Getriebe. Diesen Motor gibt es auch noch mit anderen Untersetzungen. Wobei der Motor 233132 - 62 eventuell auch geeignet wäre.

Gruß
Andy

[Mat1980]

Erstmal danke für deine Infos CodeBrowser. Was schätzt du für Aufwendungen für Software, Elektronik, Sensorik?

Gruäss Mat

[CodeBrowser]

Hallo Mat1980,

also die Aufwände sind zum jetzigen Zeitpunkt relativ schwer abzuschätzen.

Ich würde als Controller-Board eines aus den nachfolgenden Listen wählen

http://elmicro.com/de/lpcether.html
http://elmicro.com/de/lpchb.html

Diese sind sehr Leistungsfähig und fast alle Boards sind ready-to-use. Dann brauchst du noch die Leistungselektronik für die Motor-Steuerung da würde ich mal bei www.robotikhardware.de nachschauen. Das Dual-Motor-Treiber Board kostet glaube ich knapp 50€. Dann brauchst du noch entsprechende Licht-Sensoren, da würde ich mal bei www.farnell.de nach schauen. Dort gibt es eine große Auswahl an Licht-Sensoren. Hier sind die Kosten von Anzahl und Typ der Sensoren abhängig. Dazu kommen noch die "Kleinteile" für die Elektronik der Sensoren und Motoren. Diesen Betrag würde ich Pauschal mit 100-150€ einplanen. Ach ja, Sensorik für die Motoren wie z.B. Inkrementalgeber für die Motoren sind auch noch zu beachten. Die bekommst du auch bei www.robotikhardware.de für knapp 20€ pro Motor. Des weiteren benötigst du je nach Wunsch noch Material für den eigentlichen Rahmenaufbau des Bots. Ich verwende dazu immer Alu und bestelle das bei www.metallstore.de. Hier kann ich keine Schätzung abgeben da ich keine Skizze oder Konstruktionszeichnung habe und nicht genau weiß was du willst. Zu beachten sind auch noch die Elemente wie z.B. Zahnriemen und Zahnriemenscheiben um den Motor mit der Achse zu verbinden. Räder und eine Radaufhängung oder ähnliches brauchst du dann auch noch. Bevor ich es vergesse, für die ARM Boards von obiger Adresse brauchst du noch einen JTAG Adapter für ca. 30-60€ je nach Ausführung. Akkus werden wahrscheinlich auch noch nötig sein. Aber da ist die Auswahl sehr groß (Blei- LiIo-Akkus etc.)

Hmm, und was die Zeitaufwände betrifft: Das ist abhängig vom Wissensstand und der Verfügbaren Zeit. Ein Anfänger in Teilzeit wird sicherlich 4-6 Monate benötigten. Jemand mit etwas Erfahrung und Vollzeit vielleicht nur 2-3 Monate.

Für genauere Planungen und Abschätzungen sollte auf jeden Fall ein detailierteres Konzept vorliegen und genaueren Spezifikationen.

Ich hoffe ich konnte dir ein wenig Helfen.

Gruß

[Vitis]

Was Ihr nicht berücksichtigt ist der Aufwand das ganze in IP65 zu verpacken.
Bei der Elektronik ist das schon so ne Sache, bei der Sensorik (Optik) nochmal mehr. Motor und Getriebe dito.

[CodeBrowser]

Stimmt, da muss ich Vitis absolut recht geben. Das hatte ich völlig übersehen. Das wird natürlich den Aufwand und die Kosten erheblich in die Höhe treiben!

[Mat1980]

Danke euch erst einmal

Wir werden zuerst einen 1. Prototypen herstellen, der nur manuell betrieben werden kann und danach ev. das ganze automatisch weiter aufbauen.

Danke für eure Infos

Grüsse Mathias

[i_make_it]

IP65
--------
1. Kennziffer
6 = Staubdicht:
Kein Eindringen von Staub bei einem Unterdruck von 20mbar im Gehäuse

2. Kennziffer
5 = Geschützt gegen Strahlwasser:
Wasser, das aus jeder Richtung als Strahl gegen das Gehäuse gerichtet ist, darf keine schädlichen Wirkungen haben
Hinweis: Entspricht ca. 12.5 Liter/Minute (Gartenschlauch). Testzeitraum ca. 5 Minuten. (Angabe ohne Gewähr.)

http://www.art-events.de/systeme/texte/000912ip.htm

Also bei Richtigem mechanischem Aufbau stellen die Antriebe nur ein preisliches und fertigungstechnisches Problem dar.
Wellendichtringe (z.B.: Simmerringe) an den Abtrieben sollten ausreichend sein.
Die Abwärme der Motoren Accus und Motortreiber dürfte das Hauptproblem Sein. Ohne Kühlung wird in einem so dichtem Gehäuse irgendwann die Elektronik "gut durch" (well done) sein. Also mindestens eine Kühlung die mit heatpipes die Hitze raus an Kühlkörper führt. Falls nicht sogar ein aktiver Kühlkreislauf notwendig ist.
Die Stecker für Programmierung und Acculaden sind auch so eine Sache die bei der Schutzklasse etwas teuerer wird.
Alternativ kann eine Ladeschaltung auch induktiv gekoppelt werden, so wie bei elektrischen Zahnbürsten.
Das Programmieren dürfte auch über eine Funkschnittstelle machbar sein. Bedienelemente am Robby lassen sich wie bei Tauchausrüstung mit Magneten und Reedkontakten sogar druckwasserfest realisieren.
Beispiel:
http://nightdive.org/Tauchen/tauchlampenbau/tauchen_tauchlampenbau.htm

Wenn nur einer Lichtquelle zu folgen ist, stellen die Sensoren auch kein Problem dar, zur Not tun es stabile Pressglas Gehäuse von Halogenlampen (GU 10) Wem die Dinger schon mal auf den Boden gefallen sind, weis daß das Glas einiges aushält.
Per Diamant Trennscheibe vom Sockel trennen und nach Einbau des Sensors vergießen, fertig!
An sonsten sollte eine Glasscheibe eines billigen Bilderrahmens und etwas transparentes Badezimmer Acryl ausreichen um sich selbst Mehrschicht Sicherheitsglas herzustellen. Nicht so Stabil wie gekauftes mit Folie, aber um ein Sichtfenster in einem Gehäuse abzudecken reicht es allemal. Das sind jetzt schon Beispiele für die etwas härtere Gangart die ich bei einem 100kG Robby einfach mal impliziere, da en leichter Rempler da ja trotzdem mit der entsprechenden Masse erfolgt. An sonsten gibt es ja genug einfach Lösungen die die geforderte Schutzklasse auch erfüllen.

Für Bumper ließe sich vermutlich was mit piezos realisieren, die entstehende Spannung bei Kollision in eine Spule Leiten und im Gehäuse per Hallsensor detektieren. Das ganze abgeschirmt, so das keine Fremdmagnetfelder einen Fehlalarm auslösen. So wären Bumper ohne jeden Gehäusedurchbruch möglich. Oder eine induktiv von innen versorgte vergossene Schaltung und ein selbstbau Optokopler mit einer LED die das Bumpersignal ohne Gehäusedurchbruch nach innen leitet.

So wären nur die Antriebswellen und die Wartungsklappe als potentielle Schwachstellen vorhanden.