Roboter Projekt: CWboT

[CWT]

Guten Abend, sehr geehrte RN Gemeinde.

Nach längeren Spielereien und Versuchen mit vorhandener Hardware habe ich mir nun vorgenommen ein eigenes Projekt zu starten. Darüber würde ich hier gerne berichten und den ein oder anderen Tip/Kommentar/Verbesserungsvorschlag abstauben. Also scheut euch nicht, ich kann recht viel vertragen. Glaub ich... :-k

Das momentane Ziel ist ein Roboterchassis, angetrieben von zwei Schrittmotoren mit Platz für eventuelle aufbauten. Er soll genaue Strecken und winkel fahren können und das möglichst gerade. Erst wenn das funktioniert wird dazu gebastelt. Trotzdem will ich beim planen schon etwas an die Zukunft denken.

Im Anhang findet ihr CAD-Zeichnungen von der aller ersten Skizze.

Bei den Motoren handelt es sich um Schrittmotoren von Nanotec mit Schrittwinkel von 1,8° und jeweils einem Drehmoment von ca 24Ncm. Diese werden über l297/l298 und einen PIC Microcontroller angesteuert.

Das Hintere Stützrad soll im Stil eines Einkaufwagenrads funktionieren. Da würde ich gerne von euch einige Erfahrungen hören! Könnt ihr dieses System empfehlen? Gibt es bessere Alternativen? Habt ihr eventuell links mit einer Auswahl solcher Räder?

Das komplette Gestell wird aus Alu gefertigt. Darauf werden die Platinen mit Abstandshaltern befestigt. Momentan ist nur eine Platine als Grundfläche eingezeichnet. Wir haben uns aber schon dafür entschieden, die Platine um 90° zu drehen um etwas Platz zu schaffen, für, entweder eine weitere Platine, oder eventuelle Aufbauten.

Bei den Rädern bin ich noch komplett radlos (hihi, kleines Scherzchen 8-[ ) Was könnt ihr da empfehlen? Durchmesser so etwa 70mm. Der Durchmesser der Achse beträgt 5mm.

Die Akkus werden vermutlich unter der Grundplatte, zwischen Stützrad und Motoren befestigt, um den Schwerpunkt tief zu halten. Auch bei den Akkus ist noch relativ alles offen. Geplant ist etwas zwischen 7-8V.

An der forderen Stossstange können dann Platinen für Sensoren/Endschalter befestigt werden. Ebenfalls werden in die Ecken der Grundplatte noch Bohrungen gesetzt um eventuelle Anbauten befestigen zu können. Ansonsten gibt es noch eine Löcher für Kabeldurchführungen und zur Befestigung von Kabelbindern.

Die Platinen für die Regelung werden momentan noch entworfen, davon hab ich noch keine Bilder. Auch die Software zur Motorsteuerung ist momentan noch in der Entwicklung.

An der Aerodynamik wird auch noch gefeilt. Aber um nen dicken Heckspoiler werden wir kaum drum rum kommen! ;)

So, was sagt ihr dazu? Ich bin offen für alles. Wäre schön, wenn nicht nur Kommentare, sondern auch konstruktive Kritik geäussert werden würde. Ich freu mich auf eine anregende Diskussion.

Viele Grüße,
Rappi - CWT

[rolber]

Hallo !

Solche Bots wurden hier des öfteren gebaut.
Für die Suche nach Rädern u. Stützrädern kann ich Dir nur deine nahegelegenen Baumärkte empfehlen.
Stichwort "Möbelräder".
Zu Akku 7-8V:
Würde ich Dir einen LiPo 2S Akku empfehlen (7.4V) am gesten gleich etwas grösser.
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=10365
Wenn DE Warehouse angegeben wird, hast Du die Sachen innerhalb von 3 - 4 Tagen.

Roland

[Richard]

Ich stehe ja eher auf etwas Stabieleres, aber Dein Entwurf geht natürlich auch. Nur diese Möbelrollen "stinken Mir gewaltig weil die gewöhnlich eine Harte rutschende Lauffläche haben. Gummiräder z.b. Hecksporn Räder aus dem Flugmodellbau oder Selbstbau mit Gummirädern liegen mir da näher. Das gild letztendlich auch für das Haupt Fahrwerk, oft haben diese "Plastick-Räder" 0 Gripp und machen dann nur Ärger. Wenn die dauernd durchdrehen nutzt Dir auch kein Schritt ( ich hasse die Dinger) Motor.

Viel Spaß beim Basteln

[CWT]

@rolber

Danke für den Tip mit dem Akku, den werde ich mal im Auge behalten. Auch von der Bauform scheint er zu passen. Die Idee mit Baumarkt/Möbelrollen etc, finde ich jetzt nicht so prickelnd, da diese Räder meist aus hartem Kunststoff sind und nicht sonderlich viel Grip haben. Beim Stützrad wäre das nicht mal so schlimm, aber für die Antriebsräder suche ich eher etwas aus dem Modellbaubereich (Gummireifen von RC-Autos, oder so...) aber bin bis jetzt noch nicht fündig geworden.

@Richard
Warum hasst du Schrittmotoren? Wenn du DC-Motoren mit Drehgebern verwendest kannst du beim Durchdrehen der Räder auch nicht erkennen ob die Strecke tatsächlich gefahren wurde!?

Und inwiefern stehst du auf etwas stabileres? Die Grundplatte besteht aus 5mm Aluminium und alle Halterungen sind mindestens genau so stark.
Hast du denn konkrete links oder Namen von Heckspornrädern oder Antriebsrädern?

Es gibt ein kleines Update des Chassis:

Grüße
Rappi - CWT

[Richard]

@rolber


@Richard
Warum hasst du Schrittmotoren? Wenn du DC-Motoren mit Drehgebern verwendest kannst du beim Durchdrehen der Räder auch nicht erkennen ob die Strecke tatsächlich gefahren wurde!?

Und inwiefern stehst du auf etwas stabileres?


Rappi - CWT

Wenn bei einem Schrittmotor die Räder durchdrehen ist das nix anders, da sind dann die Schritte auch weg. :-( Ich mag die Dinger nicht so gerne weil kompliziert und ziehe deshalb auch von der Leistung her Getriebemotoren vor. Aber das ist Geschmackssache. :-)

Stabileres :

https://storage.driveonweb.de/dowdoc/1867b7c1f4c118736cf0f61238be2761.JPG

https://storage.driveonweb.de/dowdoc/1867b7c1f4c11873387f8d53d6df8ede.JPG

https://storage.driveonweb.de/dowdoc/1867b7c1f4c11873a28100a8f921074a.JPG

https://storage.driveonweb.de/dowdoc/1867b7c1f4c118736bb2ddb107e6953e.JPG

https://storage.driveonweb.de/dowdoc/1867b7c1f4c118739fc212b4a4cf097f.JPG

Gruß Richard

[CWT]

@ Richard
Das ist vielleicht robuster/größer aber stabil wird unseres auch ;)

Es wäre möglich, dass wir unsere Felgen für die Antriebsräder selber machen. Kennt jemand nen Shop oder hat jemand ne Idee, wo wir eventuell passende Gummiringe finden können? So ca 10 mm Breit und 70 mm Durchmesser? Ansonsten nehmen wir ein Gummiband und spannen es nicht, sondern kleben es an die Felge...
Wäre vielleicht auch eine Idee!

Grüße
Rappi -CWT

[CyberUli]

Hi,
also 1cm : 7cm is schon ein ziemlich krasses Verhältnis,
bei deinem Bot gehen doch sicher auch breitere Reifen (2.5cm, wenns unbedingt 7cm Durchmesser sein müssen?)
Hier mal als Beispiel, geh zum Conny und dann such nach 227772-62
Grüße Uli

[radbruch]

Hallo


Ansonsten nehmen wir ein Gummiband und spannen es nicht, sondern kleben es an die Felge... So ein hübsches Projekt und dann so ein Pfusch. Räder aus dem Modellbau würde ich auch empfehlen.

http://tinyurl.com/radbruchcam

Formschön und stabil.

Gruß

mic

[CWT]

Das 1:7 Verhältnis rührt eben davon, dass ich so n Mittelweg aus Grip und geringer Kontaktfläche (wegen Wenden, etc) suchen will. Hört sich vllt bissl komisch an, weil sich die beiden Sachen beissen...

Bei ca 7cm hätte ich eben ca 1mm Fahrweg pro Schritt, damit könnte man eben gut rechnen.
Aber ich werde mich mal im Modelbau umsehen. Ich hab auch schon nen Tipp mit Lego-Technic Rädern bekommen.
@ Radbruch
Die Felgen habe ich auf meinem alten Buggy. Den könnte ich mal suchen gehen... ;)
Guter Tip!

Grüße
Rappl - CWT

[wisda.noobie]

wieso denn eine 5mm grundplatte? hattest du schon mal 5mm starkes alu in der Hand? Ich verwende bei meinem Bot (ca. 5Kg schwer) 1,5mm alu und das ist schon sehr stabil, man muss ja auch bedenken dass man mehr kraft braucht wenn man mehr gewicht hat. bei 24Ncm wirds da schnell eng...

[CWT]

Wir haben 5 mm Alu gewählt, weil wir ein System mit Bohrungen darauf anlegen wollen, um Aufbauten befestigen zu können. Ein Gewinde in 1,5mm Alu hört sich für mich nicht richtig stabil an. Je nachdem was daran befestigt werden soll...

[CWT]

So, sehr geehrte RN-Gemeinde.
Kleines Update:

Die Platinen sind nun fertig geplant und werden nun bestückt und gelötet. Dann werden wir sehn ob die Elektronik was taugt.

Bei der Hardware hat sich auch was getan. Die ersten Pläne sind gezeichnet und könnten bald gefräst werden. An den Rädern arbeiten wir noch, da haben wir noch keine zufriedenstellende Lösung gefunden.

Grüße
Rappi - CWT

[CWT]

Hallo zusammen,

Nach längerem Schweigen gibt es Neuigkeiten zu erzählen!

DAS DING GEHT!!! \:D/

Um möglichst schnell die Software (JAL) testen zu können, haben wir provisorisch ein bereits vorhandenes Chassis geringfügig verändert. (Siehe Bilder) Deshalb sind die Gemeinsamkeiten unseres Proto-Prototypes und den CAD-Plänen eher gering. Das richtige Modell sollte aber noch im Laufe diesen Jahres verwirklicht werden.

Erläuterungen zum Proto-Prototyp:
Die Idee mit dem Baumarktheckrad war übrigens erste Sahne. Ich war sehr überrascht als ich zufällig (wirklich zufällig, wir hatten schon Pläne für ein eigenes Heckrad) über ein großes Sortiment an solchen Rädern gestolpert bin. Und dass es die auch noch in so kleinen Bauvormen gibt habe ich echt nich gedacht. Das Heckrad läuft super und stört weder bei direkter Richtungsumkehr, noch bei Kurvenfahrten den Lauf des Roboters. Es ist, als wäre es gar nicht da.

Nachdem wir lange - vergeblich - im Modellbaubereich nach passenden Antriebsrädern gesucht haben, haben wir uns entschlossen eigene Räder zu drehen (siehe Bilder). Das ist uns auch recht gut gelungen. Drei Gummi O-Ringe pro Felge halten den Roboter in schnellen Kurven auf der Straße. Durch die Beschleunigungsrampen haben die Räder genug Grip und es gehen keine Schritte verloren. Vielleicht werden die Ringe auch auf 2 bzw 1 Ring reduziert, das müssen wir noch testen, denn je kleiner die Lauffläche, desto genauer die Kurvenberechnung. Der Roboter ist nicht für Geländefahrten gedacht, sondern für Fahrten auf ebenem Boden/Spielfeld, deshalb sollte das funktionieren.

Durch die genaue Mechanik (Umfang Rad 200mm => 1mm pro Schritt, Umfang Wendekreis 500mm, ...) fährt der Roboter auf wenige Millimeter bzw Zehntelgrade genau. (Siehe Video, sobald es online ist) Mit dem richtigen Prototypen sollte das sogar noch etwas besser werden. Darum war es auc wichtig nicht zu breite Reifen zu benutzen, da sonst der Wendekreis kaum berechenbar gewesen wäre. Und dieser ist für genau Winkel eben wichtig.

Momentan bewegt sich der Roboter komplett ohne Sensore. Es war erst einmal wichtig, dass er fährt und das möglichst exakt. Sobald die Mechanik fertig ist, werden wir uns eventuellen Sensoren Widmen (Ultraschall, Infrarot, ...).

Ich werde das Projekt ab nächste Woche größtenteils abgeben, deshalb weiß ich noch nicht wann es das nächste Update hier gibt. Aber ich versuche alles möglichst bald zu posten.
Für Anregungen, Meinungen und Kommentare stehe ich gerne zur Verfügung.

Link zu Video:
http://www.vidup.de/v/Xmuyv/
Viele Grüße
Rappi - CWT

[Hessibaby]

Die Räder sehen gut aus. Gewichtsparend gearbeitet, genau wie die Aufnahme für das Spornrad.
Wieso gibst Du das Projekt ab ?

[CWT]

Ja, ich glaube vom Gewicht her kommen wir ganz gut hin! Das neue Chassis ist auch viel durchdachter.
Ich werde das Projekt nur oberflächlich abgeben, da ich ab nächste Woche anfange zu studieren und ich habe das Gefühl dass die Zeit die ich für das projekt aufbringen kann stark schrumpfen wird. Komplett abspringen will ich auf keinen Fall, denn das is echt n riesen Spaß, vor allem dann, wenn auch gut was Vorwärts geht.

Also ich werde auf jedenfall dran bleiben, aber wohl mehr im Hintergrund!

[wisda.noobie]

wie schwer ist denn der roboter jetzt?
funktioniert das mit den 24Ncm schrittmotoren?
was für ein Raddurchmesser habt ihr und wie schnell könnt ihr damit ca. fahren?

mfg wisda.noobie

[CWT]

Dein Beitrag hat mich auf ne Idee gebracht. Mach mal n paar Tests!

Strommäßig sind wir nun bei etwa 2,5A (Stromzange am Akku) insgesamt, nur für das Fahren, ohne jegliche Peripherie. Das ist vollkommen in Ordnung und da sollte der Kühlkörper auch groß genug dimensioniert sein.

Nun zu deinen Fragen.
Das Gewicht ist bei dem Roboter eigentlich irrelevant, da das neue Chassis ja schon geplant ist /gebaut wird. Trotzdem hab ich ihn mal gewogen und n bissl experimentiert. Die Motoren habe ich ausgewählt nachdem ich einen interessanten Beitrag gelesen habe. Ich meine es war auch jemand von hier, bin mir aber nicht mehr sicher. Der Autor hat geschrieben, dass Schrittmotoren meist unterschätzt werden und er selbst mit ähnlichen Motoren bereits Roboter mit 10kg bewegt hat. Ich meine da war aber noch ein kleines Getriebe drin, aber auch da bin ich mir nicht mehr sicher.
Momentan wiegt der Roboter, wie er fährt (mit Akku etc...) 2,06kg. Die Motoren interessiert das noch nicht sonderlich. Die fahren auch (ungewollt) über kleine Hindernisse wie Karton, Kabelbinder, Leitungen. Nun habe ich mal aus Spaß an der Freude den Roboter mit weiteren 5!! kg Stahl beladen. Das Gefährt bewegt sich auf der selben Route mit den selben Toleranzen. Also 7kg sind für die Motoren kein Problem. Als Information; wie auf dem Bild auch zu erkennen ist, wir treiben die Räder DIREKT und ohne Getriebe an!!!
Was mir allerdings aufgefallen ist; Bei solchen Gewichten sollten die Beschleunigungsrampen etwas überarbeitet werden, denn 7 kg sind schon ein Gewicht, das will erst mal gebremst werden. Also etwas dezenter beschleunigen und bremsen. Ausserdem sollte man auf die Gewichtsverteilung achten. Bei einem Versuch war das meiste des Gewichts auf dem Heckrad und nicht auf den Antriebsrädern. Das hat man gemerkt, die Toleranzen waren etwas größer, vermutlich haben die Räder bei schnellen Drehrichtungsänderungen der kurz durchgedreht.
Sollten die Motoren doch einmal zu schwach sein, können diese ganz leicht durch Stärkere, in gleicher Bauform, ersetzt werden.

Geschwindigkeit konnte ich nur Pi mal Auge, mit Hilfe eines Maßbandes messen. Vielleicht rechne ich das mal in Zukunft anhand des Umfangs und der Schrittfrequenz aus. Das Auge sagt etwa 5s pro Meter. Macht 0,2m/s. Das ist dann ein Topspeed von etwa 0,72km/h. Für unsere Ansprüche reicht das vollkommen. Durch kleine Spielereien mit der Software, komme ich sicherlich auch auf 1 km/h. 1km wäre dann vermutlich auch die Maximale Reichweite unseres Roboters.
Ich wollte einen Radumfang von 200mm erreichen, dass ich etwa 1mm pro Schritt verfahre. Das macht dann einen Durchmesser von etwa 63,6mm. Das haben wir ziemlich gut getroffen.

Danke für das Interesse,
viele Grüße
Rappi - CWT

[021aet04]

Der Roboter sieht gut aus. Mir ist nur aufgefallen, dass du die Räder direkt an den Motor gegeben hast. Das ist nicht gut, da der Motor für solche Kräfte nicht ausgelegt ist. Besser wäre es, wenn du das Rad lagerst und mit dem Motor über eine Kupplung ( z.B. diese https://www.distrelec.at/ishopWebFront/catalog/product.do/para/keywords/is/Wellenkupplung/and/language/is/de/and/shop/is/AT/and/series/is/1/and/id/is/01/and/node/is/37634.html )

MfG Hannes

[CWT]

Hallo Hannes,

die Antwort kommt n bissl spät, aber lieber spät als nie! Ich hab mir nun erst mal das Prinzip der Kupplungen verständlich machen müssen. Im Prinzip hast du schon recht, danke für den Tipp, aber nun kommen die Abers:
Zum einen wäre es ein enormer Aufwand die Konstruktion nochmal in Bezug auf die Kupplungen zu ändern.
Zum anderen halten die Achsen der Motoren eine vertikale Last von etwa 2kg aus. Das ist vorerst genug, viel mehr sollte es nicht werden.
Sollten die Motoren sich zu guter letzt doch beschweren, dann müssen wir uns wohl oder übel nochmals mit dem Thema Kupplung auseinandersetzen.

Gruß
Rappi - CWT

[CWT]

Hallo,

Rappi hat das Projekt an uns abgegben da er nun Studiert. Inzwischen haben wir mit dem "Neuen" Roboter angefangen da wir, an dem demnächst stattfindende MicroMountains ROBO Wettbewerb teilnehmen möchten http://www.mm-robo.de/deutsch/die-wettbewerbe/mm-robo/aktueller-wettbewerb/aktueller-wettbewerb.html. Der Wettbewerb baut auf dem Spielfeld des FLL auf
http://www.youtube.com/watch?v=xf_bQbPYLT8 http://www.hands-on-technology.de/firstlegoleague. Das Spielfeld ist komplett mit LEGO aufgebaut. Die ganzen teile müssen wir alles noch Fräsen das eine oder andere ist aber schon fertig. Am Diennstag lade ich bilder hoch. Ich hoffe das ihr uns auch so helfen könnt wie ihr Rappi geholfen habt :wink:

Gruß
Weezy - CWT