2-Achsen Roboter/Chassis

[Rob.west]

Hallo zusammen,

Nach unzähligen Stunden der Suche im Internet gebe ich auf und frage euch um Rat.

Projekt:
Für ein Projekt aus meinem Unternehmen möchte ich einen ganz bestimmten Schritt mit einem Roboter automatisieren.
Grob beschrieben handelt es sich um eine SIM-Karte (mit großem Rahmen) die aus einem Karten-Lesegerät entfernt und in ein anderes eingeführt werden soll.

Die beiden Öffnungen sind vertikal und parallel angeordnet.

1. Karte muss aus dem 1. Lesegerät entfernt werden (1. DOF)
2. Karte muss, wie ein Fahrstuhl, in der Höhe verändert werden (2.DOF)
3. Karte muss wieder eingeführt werden

Vorhande Mittel:
- Arduino Uno3
- Arduino Mega
- MotorShield
- Diverse Motoren&Servos
- Lego Mindstorm NXT 2.0
- Zahnrad-Set: http://www.bastel-dehs.de/products/de/Motoren-Getriebe/Zahnrad-Sortimente/Zahnrad-Sortiment-Motor-Gewindestangen-%C3%98-4mm-Orange-.html
- Auswahl an: Tastern, Potentiometer, Ultraschall Sensoren etc.

Problem:
Die ursprüngliche Idee war es mit Zahnstangen, Zahnrädern und Servos die DOF abzudecken und mit Lego den passenden Rahmen zu basteln.
Passende Aluprofil Sets sind mir alle zu teuer, es sei denn es gibt eine brauchbare Auswahl auch schon unter 100€.

Frage:
Wie würdet ihr sowas angehen? Gibt es vielleicht eine einfachere Möglichkeit die Karte von A nach B zu bringen?

Fall Fragen offen sind versuche ich sie so schnell wie möglich zu beantworten.


Vielen Dank im Voraus!

[ranke]

Die ursprüngliche Idee war es mit Zahnstangen, Zahnrädern und Servos die DOF abzudecken und mit Lego den passenden Rahmen zu basteln.

Könnte - je nach zu überbrückender Entfernung - vielleicht zu unpräzise werden. Ansonsten: warum machst Du es nicht so? Der Fokus scheint ja auf einer kostengünstigen Lösung zu liegen, da nimmt man was man schon hat und nicht mehr kaufen muß.
Ansonsten könnte man auch an eine pneumatische Lösung denken, wenn Druckluft vorhanden ist. Das wäre dann typischerweise recht stabil, die Verfahrwege kann man simpel mit mechanischen Anschlägen einstellen. Aber mit den zugehörigen Ventilen etc. wahrscheinlich weit jenseits des Budgets.

[Rob.west]

Besten Dank für deinen Input.

Das ist der aktuelle Stand der Entwicklung:
28505

Das was zu sehen ist die vertikale Verschiebung :)
Sollte die plastik Zahnstange nicht ausreichen werde ich sie durch eine aus Metall ersetzen.

Was meint ihr?

[ranke]

Bei der Plastik Zahnstange sehe ich kein Problem.

Der Antrieb ist sehr direkt (der Motor macht nur etwa 2 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag. Das hat folgende Konsequenzen:
1. Wenn der Motor kräftig genug ist wird der Schlitten ziemlich schnell und wird dann auch recht heftig an den mechanischen Anschlägen einschlagen. Da muß man sich überlegen wie man die auslegt, damit die das dauerhaft aushalten. Man kann den Motor zwar mit einer geringeren Spannung versorgen damit er nicht zu schnell wird, das geht aber nur sehr begrenzt, weil dann die Gefahr besteht, dass er ganz stehen bleibt, sobald die Reibung ein wenig höher wird.
2. Der Antrieb wird bei Stromausfall der Schwerkraft folgend nach unten fallen.
3. Der Antrieb kann problemlos von Hand bewegt werden.
4. Ein Positionieren in einer Mittelstellung (zwischen mechanischen Anschlägen) wird nicht möglich sein.
Wenn das alles so gewollt ist, sollte es kein Problem sein. Ansonsten ein Getriebe vor den Motor setzen, oder wenigstens ein kleineres Zahnrad verwenden.

Ansonsten stellt sich die Frage nach der zweiten Achse und wahrscheinlich wird auch ein Greifer notwendig werden? Momentan scheint der Motor den Platz für die zweite Achse zu versperren, vielleicht kann man Motor mit Zahnstange außerhalb der Führungen installieren um den Platz zu gewinnen?

[robosapiens]

Die Idee das Problem mit Zahnstangen und Motoren zu lösen, ist interessant.....
Ich würde jedoch vielleicht die Idee eines Armes, der mit Servos bestückt ist, nicht komplett ausser acht lassen....
Servos gibt es schon ab 3,50EUR:
http://www.ebay.de/itm/Servo-Digital-Metall-Gear-Lenkservo-15kg-6V-55g-MG996R-Upgrade-MG995-MG945-MG996-/291162579602?pt=RC_Modellbau&hash=item43caa46292

Ich denke du bräcuhtest ca 6 Servos... Das wäre ein Kostenpunkt von 21EUR..... Die streben zwischen den Servos könntest du aus Sperrholz sägen, dass wäre zudem sehr günstig...
Da ich aber keine Erfahrungswerte mit Roboterarmen habe, könnte es sein, dass die günstigen Servos etwas ungenau sind....

[Geistesblitz]

Wie wäre es denn mit einer Gewindestange anstelle der Zahnstange? Dadurch wäre die Relation von Kraft zu Geschwindigkeit besser (langsamer und kräftiger) und du kannst dir ein Getriebe am Motor sparen. Da nicht viel Kraft übertragen werden muss, würde ja schon ein recht kleines Gewinde reichen, das erleichtert den Anschluss an den Motor und durch die geringere Steigung hast auch ne bessere Übersetzung. Wie genau soll es denn werden? Dürfen die Legosteine auch modifiziert oder verklebt werden?