Hexaservos + Rechnung

[Andi_K]

Hallo zusammen, was haltet ihr von den beiden Servos?

Servo für "Oberschenkel" (http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__33395__HK15298B_High_Voltage_Coreless_Digital_MG _BB_Servo_66g_20kg_0_16s_NL_Warehouse_.html)

Servo für die restlichen Gelenke (http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__31580__Towerpro_MG946R_12kg_55g_12kg_20sec_NL_wa rehouse_.html)

Masse des Hexa soll 3 kg (maximal) sein, bei 30cm Spannweite hätte ich noch genug Kraft in 3 Beinen, um das doppelte Gewicht (60N) zu stemmen, bei 50cm noch das 1.2 Fache Gewicht (36N)
Ich werde mich allerdings im Bereich 25-35cm Spannweite bewegen, nur habe ich noch nie einen Hexa gebaut, Reicht es, dass ein Hex sein doppeltes Gewicht heben kann um mobil zu bleiben?
Sind die Servo qualitativ in Ordnung?

[Michael]

Irgendwie sind die Beschreibungen nicht aussagekräftig oder der Betreiber der Seite hat Probleme mit den Einheiten. Ist wohl ein Werbetexter.
Drehmoment 18kg, wo doch jedes Kind weiß, daß Drehmomente in Nm angegeben werden.
Vermutlich sind 18kgcm gemeint, das wären dann rund 1,8Nm oder 180 Ncm.
Für deine 30cm Spannweite hast du dann 15cm Beinlänge, die Kraft wäre dann (180/15) = 12N, bei 3 Servos dann 36N.
Das finde ich ziemlich knapp, solche Werbedrehmomente übertreiben ja auch gern mal und an der Grenze sollte man die Dinger vielleicht nicht betreiben.
Vielleicht hab ich mich auch verrechnet ;)

3kg ist natürlich ein Mords Gewicht, da kannst du bestimmt mit Leichtbau und Lithium-Akkus einiges einsparen.

Gruß, Michael

[Andi_K]

...
Vermutlich sind 18kgcm gemeint, das wären dann rund 1,8Nm oder 180 Ncm.
Für deine 30cm Spannweite hast du dann 15cm Beinlänge, die Kraft wäre dann (180/15) = 12N, bei 3 Servos dann 36N.
Das finde ich ziemlich knapp, solche Werbedrehmomente übertreiben ja auch gern mal und an der Grenze sollte man die Dinger vielleicht nicht betreiben.
Vielleicht hab ich mich auch verrechnet ;)

3kg ist natürlich ein Mords Gewicht, da kannst du bestimmt mit Leichtbau und Lithium-Akkus einiges einsparen.

Gruß, Michael

Hab wohl eher mich verrechnet, und ich weiß auch schon wo ;)

Beim Gewicht habe ich vllt. zuviel geschätzt, 1.2 kg Beine, 1.8 kg der Rest

Aber ich glaube den würde ich auch locker auf 2kg-2.3kg Bringen.

[Geistesblitz]

Wär auch interessant, was du mit Spannweite meinst. Größter möglicher Abstand von einer zur anderen Fußspitze (also einmal diagonal)? Dann müsste man den Abstand zwischen den Oberschenkeln noch abziehen und die erhaltene Strecke durch 2 teilen, um auf die maximale Streckung eines Beines zu kommen. Im Prinzip ist ja der Hebelarm die Strecke auf dem Boden zwischen Fußspitze und Hüftgelenk und ich denk auch mal, dass die wenigsten Hexas ihre Beine mal komplett ausstrecken (vorher würde wohl der Rumpf auf dem Boden aufsetzen). Als Bezugsmaß sollte das aber trotzdem geeignet sein.
Also:
ausgestreckte Beinlänge * Gesamtmasse * Erdbeschleunigung / Mindestanzahl der aufsetzenden Beine

Und du hast dein mindestens erforderliches Drehmoment für die Hüftgelenke. Wenn du die Erdbeschleunigung herausnimmst, dann ist das Ergebnis sogar in der ominösen Einheit kgcm, die ja gerne verwendet wird. Wenn du noch eine maximale vertikale Beschleunigung vorgibst, musst du diese auf die Erdbeschleunigung noch aufaddieren, allerdings dürfte die schwer zu bestimmen sein. Wenn du so wie oben rechnest noch mit einer Sicherheit von 1,2 bis 1,5 solltest du auf der sicheren Seite sein.
Für die Knieservos brauchst du dann nur den maximalen Abstand vom Knie zur Fußspitze anstelle der Beinlänge einsetzen. Welche du da herausgesucht hast kann ich leider nciht sehen, da der Link nicht funktioniert. Wie es aussieht, wurde der Doppelpunkt beim http vergessen.
Ob die Servos geeignet sind, lässt sich mit der Abschätzung oben ja nachprüfen.

[HeXPloreR]

Hab wohl eher mich verrechnet, und ich weiß auch schon wo ;)

Beim Gewicht habe ich vllt. zuviel geschätzt, 1.2 kg Beine, 1.8 kg der Rest

Aber ich glaube den würde ich auch locker auf 2kg-2.3kg Bringen.

...find ich ja witzig: ich habe mich verrechnet, mit einem geschätztem Wert....wenn ich den anders schätze bekomme ich was anderes raus ;)
Tatsache ist: Wenn man schon mit geschätzten Werten rechnet und sich nicht verrechnet hat, dann stimmt das Ergebnis dementsprechend auch.

Also immer schön weiter "schön schätzen" damit das Ergebniss am ende auch passt ;)

[Andi_K]

Ok, ich komm nun auf folgendes Ergebnis:

Spannweite (Der Abstand des Unterschenkelservos bis Fußspitze) = l
Drehmoment des Unterschenkels = M = 1.8Nm, wenn man sagen würde der Servo mogelt 10% dazu
Gewicht maximal = Fg = 20N
Hubkraft bei Maximalspannweite = 1.3 * Fg = 26N

lmax = 3 * M / 1.3 * Fg = 20cm
lN = 3 * M / 2 * Fg = 13.5 cm

- - - Aktualisiert - - -


...find ich ja witzig: ich habe mich verrechnet, mit einem geschätztem Wert....wenn ich den anders schätze bekomme ich was anderes raus ;)
Tatsache ist: Wenn man schon mit geschätzten Werten rechnet und sich nicht verrechnet hat, dann stimmt das Ergebnis dementsprechend auch.

Also immer schön weiter "schön schätzen" damit das Ergebniss am ende auch passt ;)

nein ich hab mich wirklich verrechnet am Anfang, irgendwie waren auf einmal 9 Beine am Boden anstatt 3^^

[HannoHupmann]

@Michael, 3kg sind schnell erreicht (die Ausgewählten Servos würden allein schon 1,1kg erreichen), dass weis ich aus eigener Erfahrung, aber dann wirds auch schon teuer was die Servos angeht.

@Andi_K deine Rechnungen sind für mich nicht nachvollziehbar (was nicht heißt, dass sie falsch sind) und auch die Rechnungen der Vorgänger sind es für mich nicht. Zumal hier immer wieder mit Äpfeln und Birnen gerechnet wird, mal wird das Drehmoment mit Kg/cm (völliger Blödsinn) angegeben, dann wird in Nm (NewtonMeter) gemessen und die Werte einfach wieder in cm ausgedrückt. Ich werde hier nun nicht vorrechnen wie es geht sondern einfach aus meinen Vinculum Projekt zitieren:


Berechnung:
2,5kg aufgeteilt auf 4 Beine die immer am Boden sind ergibt 0,6kg (=6N) pro Bein an Gewicht. Der längste Hebelarm beträgt 16cm (Bein voll ausgestreckt) ergibt 16cm * 6N = 96Ncm. Die Servos können 14,2kgcm also rund 142Ncm. Also eine Sicherheit von 1,47. Natürlich wird noch das eine oder andere angebaut werden an den Hexa und damit wird das ganze schwerer werden. Bei einer Sicherheit von 1,2 würde ich also ein Gewicht von 2,95kg nicht überschreiten dürfen.

Da es sich um die elementarste Rechnung beim Bau eines Hexas handelt, sollte die jeder der einen Hexa baut ohne Probleme ausrechnen können.

Jetzt zu den Servos:

HK15298B
Sieht soweit ganz vernünftig aus und wenn man von den kruden Angaben im Datenblatt absieht. Einzig würden mit die 4A Spitzenstrom stören, da das dann schnell 24A werden können bei einem Hexa. Vermutlich ist dass der Grund für den Preis. Meine Erfahrung zeigt immer wieder, dass billige Servos meistens auch billig sind, nur sieht man es nicht sofort am Datenblatt. Z.B. hatte ich bei den vermeintlich billigen BlueBirds immer wieder welche die nach kurzer Zeit kaputt waren. Schon waren sie nicht mehr billig.
Die Servoaufstecker sehen nach billigem Nylon aus und es ist zu befürchten, dass sie nicht besonders stabil sind. Da es sich um eine "Hausmarke" handelt, ist es schwer zu sagen wie gut die Qualität ist. In der Regel sind "Markenservos" aber qualitativ hochwertiger und daher den höheren Preis gerechtfertigt. Weiter fehlt mir die Angabe: doppelte Kugellagerung (solange das nicht dieses: Dual Ball-Raced bedeuten soll). Was für mich gerade bei einem Hexa wichtig ist, da Teile in der Regel direkt an die Servos geflanscht werden.

:hand
MG946R TowerPro
Bei denen wäre ich ganz vorsichtig ! Die Produktbeschreibung bezieht sich auf einen TowerPro allerdings ist auf dem Bild ein TowardPro abgebildet, es kann sich also um eine Fälschung handelt - sprich billige Kopie. Ich möchte HobbyKing nichts unterstellen, aber es dürfte schwierig werden hier eine Erstattung zu erwirken. In der Bewertung unten steht auch, dass das reale Gewicht nicht 55g sondern 63,5g beträgt. Den Angaben ist also nur mit vorsichtig zu begegnen und hier fehlt die Angabe der Lagerung komplett, außerdem gibt es nicht mal den "Product Config Table" wie bei den anderen Servos.

Ansonsten gilt: Hobbyking = 45 Tage Lieferzeit und die braucht es auch!

[Andi_K]

Nach suche im Forum bin ich auf den Servo gestoßen TGY S209 (http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__27557__Turnigy_TGY_S902_Metal_Gear_Digital_Robot _Servo_13kg_0_14sec_58g.html) der auch gut aussieht

Berechnung:
2,5kg aufgeteilt auf 4 Beine die immer am Boden sind ergibt 0,6kg (=6N) pro Bein an Gewicht. Der längste Hebelarm beträgt 16cm (Bein voll ausgestreckt) ergibt 16cm * 6N = 96Ncm. Die Servos können 14,2kgcm also rund 142Ncm. Also eine Sicherheit von 1,47. Natürlich wird noch das eine oder andere angebaut werden an den Hexa und damit wird das ganze schwerer werden. Bei einer Sicherheit von 1,2 würde ich also ein Gewicht von 2,95kg nicht überschreiten dürfen.

Dass hab ich auch so gemacht (Mit 3 Beinen aber), nur dass ich eben nicht von der Hebellänge ausgegangen bin, sondern von der gewünschten Sicherheit auf diesen geschlossen habe. Die "Sicherheit" die man dann hat sagt dann auch logischer weise aus, wie schnell der Bot beschleunigen kann. Bei einem Bot-Gewicht von Fg = 20N, der "Sicherheit" von 2 Ergibt dass ein Fhub von ebenfalls 20N, dann müsste ich doch laut F = m * a eine Beschleunigung von F/m = 20N/2kg=10 ms^-2 bekommen, also in einer sec 10ms^-1 schnell werden, was in meinen Augen recht ordentlich ist. Also wenn ich mich noch recht an Physik erinnere...

[klaga800]

Hallo Zusammen,
ich habe meinen Hexapod (16 Servomotoren = 6 Beine x 2 Sevos C5077 Graupner + je 2 x 2 Servos C5077 Graupner (Hauptabtriebsachse kugelgelagert) , Gehäuse aus Aluminium, Beine aus Aluminium, Steuerung Parallax + 9 Batterie+Akkus+ Verkabelung) gewogen ca. 4kg , die Servos von Graupner kommen mit dem Gewicht des Hexapods problemlos zu recht. Mein Hexapod hat immer 3 Beine auf dem Boden und 3 Beine in anhebender Bewegung (gerade aus), links/rechts Drehung wir über die hintere Beine und die mittlere Beine eingeleitet.
Gruß
klaga800

[HannoHupmann]

Klar kommt dein Hexa mit den Servos zurecht, du hast uns nämlich nicht verraten wie lange der Haupthebelarm ist. Sprich der Abstand zwischen Schulterservo und Fussservo, über den sich das Drehmoment bestimmt. Auch versteh ich nicht wie du mit 16 Servos auskommst, normalerweise würde ich 18 erwarten oder 12 aber ich seh gerade, dass es sich wohl um eine Hexa Version mit nur 2DOF handelt. Hier bitte Beachten, dass ganz andere Hebelarme vorliegen und daher ist so eine Version nicht mit einer 3DOF Variante zu vergleichen. Bei 3 DOF würde ich bei der Gewichtsklasse über 2,5kg rate ich zu doppelter Kugellagerung und Metallgetriebe bei den Servos raten.

Mit 2DOF hab ich mich nie beschäftigt ich fand es immer unpraktisch so wenig Möglichkeiten bei der Bewegung zu haben :).