Fahrzeug (FTF) das 500 Kg ziehen soll

[Superfly]

Hallo Forum,
ich hoffe es kann mir bei meinem Projekt jemand helfen.

Ich möchte ein Fahrzeug bauen das 500kg ziehen kann.
Dafür suche ich momentan passende bürstenbehaftete DC Motoren.
Vieviel Kraft müsste denn ein Motor aufbringen?
Die Eckdaten des Fahrzeugs sind:
Raddurchmesser: 125mm
Versorgunsspannung: 24V
Geschwindigkeit: ca. 5km/h
Steigung: keine

Hat vielleicht jemand eine Idee?

[Geistesblitz]

Wie bewegen sich denn die 500kg? Wenn das Ganze auf Gleisen fährt ist das was anderes, als wenn das ein 500kg Stein ist, der über Schotter gezogen werden soll. Stichwort: Reibung. Dein Gefährt muss die Reibung des Gewichts überwinden können, und die hängt vom Untergrund und der Art der Reibung ab (Gleitreibung oder Rollreibung). Auf Schienen könnte sowas schon von einem Kind gezogen werden, über unebenen Boden schleifend brauchts schon viele kräftige Männer. Zusätzlich kommt dann noch der Widerstand, den das Fahrzeug selbst darstellt und der eben auch zusätzlich überwunden werden muss. Solange da nix genaueres vorliegt, kann man nur raten.

[robosapiens]

Eine günstige Möglichkeit, wäre meiner Meinung nach als antriebsmotor einen oder zwei Anlasser von einem LKW mit einer großen Übersetzung zu nutzen, und diese mit einem Bleiakku zu versorgen. Eine etwas teurere Methode wäre Brushlessmotoren zu nutzen und diese mit lipos zu versorgen. Das Fahrzeug wäre so um einiges Leichter, was nicht umbedingt ein Vorteil sein muss....

[021aet04]

Startermotoren/Anlasser sind nicht optimal. Diese sind zwar sehr stark, haben aber einen großen Nachteil. Sie sind nicht für Dauerbetrieb geeignet. Besser sind normale Motoren. Brushless sind nicht unbedingt nötig. Es gehen auch normale Brushed DC Motoren.

MfG Hannes

[Geistesblitz]

Wie wäre es mit mehreren (LKW-)Scheibenwischermotoren? Natürlich muss man trotzdem wissen, von welcher Zukraft wir hier sprechen.

[Klebwax]

Ich möchte ein Fahrzeug bauen das 500kg ziehen kann.
Dafür suche ich momentan passende bürstenbehaftete DC Motoren.
Vieviel Kraft müsste denn ein Motor aufbringen?
Die Eckdaten des Fahrzeugs sind:
Raddurchmesser: 125mm
Versorgunsspannung: 24V
Geschwindigkeit: ca. 5km/h
Steigung: keine

500kg, ne halbe Tonne ist eine ganze Menge. Die Kinderrollerräder von 12cm kommen mir da ziemlich klein vor. Zum Abschätzen der notwendigen Motorleistung, kann man sich ja mal nach ähnlichen Fahrzeugen umzusehen.

Da ist (oder besser gab es) das Gogomobil, ein Kleinstwagen aus den frühen Fünfzigern. Er hatte ein Leergewicht von ca. 450kg, das passt. Die Motorleistung betrug, je nach Modell 10-15kW, die Höchstgeschwindigkeit vermutlich 80km/h, etwas mehr mit viel Anlauf.

Dann mal einen Rasentraktor von John Deere. Leergewicht ca. 170kg, 7 km/h (passt) mit 6,8kW. Da geht aber die Leistung des Mähwerks ab.

Aus beiden Beispielen kann man schließen, daß man einen Antrieb mit etwa 5 bis 10kW für die halbe Tonne braucht. Da fließen bei 24V schon mächtige Ströme.


.. einen oder zwei Anlasser von einem LKW ...
Ob die einen Dauerbetrieb vertragen wage ich zu bezweifeln. Und Scheibenwischermotore werden keine kW liefern.

MfG Klebwax

[Geistesblitz]

Tja, wie gesagt, kommt eben wirklich drauf an, wie der Untegrund und die Lagerung der 500kg ist. Wenn die leicht rollen, braucht man nicht so viel Leistung, als wenn man damit durchs Gelände will. Wobei man die 500kg ja auch erstmal beschleunigen muss, da wär ein bisschen Wumms sicher nicht verkehrt.

[Superfly]

Hallo,
danke für die Antworten. :)
Die Idee mit den Scheibenwischermotoren war sehr gut und ich habe mir 2 besorgt.
Die Zugkraft sie auch sehr gut aus.
Nun stehe ich vor einem anderen Problem.
Ich habe einen Liniensensor der mir bei max. Abweichung +/- 10V ausgibt.
Gibt es einen Dual-Motortreiber mit dem ich die Motoren ansteuern kann?

Wäre für Ideen / Anregungen sehr dankbar

Grüße

[021aet04]

Ich vermute einmal das das ein Analogsignal ist. Ich würde mit einem Komparator auswerten ob der Wert positiv oder negativ ist. Mit einem Gleichrichter würde ich das Signal gleichrichten. Mit einem Mikrocontroller wertest du die Signale aus und steuerst einen motortreiber an. Eine weitere Möglichkeit wäre das Signal verschiebst damit du 0-20V hast und anschließend mit Spannungsteiler auf deinen Mikrocontroller.

Einen dual motortreiber an dem du beide Motoren anschließen kannst kenne ich leider nicht (Strom unbekannt). Vielleicht der rn dualmotor treiber.

MfG Hannes

[Superfly]

Hallo Hannes,
ein Motor zieht ca. 4-6A.
Der Sensor den ich habe gibt also bei Linienmitte 0V aus. Je nach seitlicher Abweichung max. +10V oder -10V.
Ich dachte an eine Schaltung die folgende Voraussetzung erfüllt:

Ich habe einen Analoginput -10V...+10V und zwei mal Output 0V...10V

Liegen 0V am Input bekomme ich z.b an Output1 = 10V und Output2 = 10V
Verschiebt sich der Input auf +5V liegt an Output1 =5V und Output2 =10V
Verschiebt sich der Input auf - 5V liegt an Output1 =10V und Output2 =5V

Diese beiden Sollwerte gebe ich dann auf jeweils einen Drehzahlsteller.
z.B diesen hier: http://www.conrad.de/ce/de/product/192287/Conrad-10-A-Drehzahlsteller-fuer-Gleichstrom-Motoren-192287-Bausatz-12-24-VDC

Wäre das so machbar? und vor allem wie? :confused:

Grüße

- - - Aktualisiert - - -

Oder könnte ich den Sensor sogar an einen Doppelfahrtenregler anschliesen?

[Geistesblitz]

Wann zieht der Motor denn 4-6A? Wenn er in Fahrt ist oder wenn er still steht (blockiert)? Du schriebst ja was von Scheibenwischermotoren, da dürfte der Anfahrstrom wesentlich höher liegen (hast das mal nachgemessen?). Nicht, dass dir deswegen nachher der Motortreiber abschmiert.

Soll das Gefährt nur der Linie folgen oder auch andere Aufgaben ausführen? Hast du schonmal mit einem Mikrocontroller gearbeitet? Man könnte das ganze auch mit einer Analogschaltung aufbauen, allerdings ist das dann kaum noch anpassbar. Bei einem Mikrocontroller könnte man das Programm stets updaten und wär somit sehr flexibel. Aber auch da müsste man eben wie schon gesagt den Pegel vom Sensor anpassen, damit er vom Controller gemessen werden kann. Dann ließe sich als Motortreiber auch besser sowas wie ein VNH3SP30 verwenden, den man dann mit PWM ansteuert. Oder, da die Räder sich ja eh meist nur in eine Richtung drehen könnte auch einfach nur ein Mosfet pro Motor gehen.

Im Programm könnte man das dann so realisieren, dass jeder Motor einen Grundwert für die PWM bekommt, damit würde man die Geschwindigkeit festlegen können. Den Messwert vom Sensor pflegt man dann so ein, dass er erstmal mit einem Faktor auf einen passenden Bereich skaliert wird und dann bei einem Motor auf den PWM-Wert addiert und beim anderen subtrahiert wird (wie herum kommt auf die Anordnung der Teile an). Den Faktor, um den das Messsignal verstärkt wird, könnte sich experimentell ermitteln lassen. So dürfte es auch eine schön saubere Bewegung geben.

[Unregistriert]

Hallo Geistesblitz,
du hast recht. Der Anlaufstrom beträgt laut Datenblatt 36A und Nennstrom 4A.
Ich habe mir den Drehzahlsteller ausgesucht da er scheinbar für Scheibenwischermotoren geeignet ist.

Mit Mikrocontroller habe ich leider noch nicht gearbeitet. Ich komme eher aus der SPS ecke und würde Freigaben, Licht, Akustisches Signal... damit realisieren.
Eine Idee war auch den RN-VNH2 Dualmotor mit Controller von Robotikharware zu nehmen. Das große Problem ist immer das einbinden des Sensors der mir diese +/- 10V bei Abweichung liefert.

[Geistesblitz]

Ne SPS hat doch aber auch Analogeingänge, oder? Wenn du nur Signale von 0-10V messen kannst, gibt es aber auch Möglichkeiten, das entsprechend anzupassen ;)

[White_Fox]

Also, eine SPS wäre ja möglich...aber ganz ehrlich, einen Microcontroller finde ich da auch angebrachter.

[i_make_it]

Wenn Du bei SPS über KOP und FUP schon hinaus bist und AWL benutzt, kannst Du auch relativ problemlos auf einen µC umsteigen. Es gibt halt keinen Rahmen der die Zykluszeit steuert sondern man muß selbst im Programm eine Hauptschleife erstellen und ggf. einen Watchdog um bei Überschreitung einer gewissen Zykluszeit einen Nothalt auszuführen. 500Kg sind halt schon ein bischen mehr.

[Unregistriert]

Guten Morgen,
vielen dank erstmal für die Teilnahme.
Nehmen wir ma an ich würde den RN-VNH2 Dualmotor Treiber mit Controller nehmen um die Motoren anzusteuern.
(http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=112)
Jetzt bleibt immernoch die Frage, wie werte ich das Signal meines Liniensensors aus?
Bei 0V fahren beide Motoren syncron. Eine Abweichung nach + oder - soll jeweils einen Motor langsamer fahren lassen.

Grüße

[021aet04]

Wie ich oben bereits geschrieben habe.

Entweder du verschiebst den Bereich vom Signal auf 0-20V und mit Spannungsteiler runter auf 0-AREF*. -10V»0V, 0V»0.5xAREF, +10V»AREF

Variante 2 wäre wenn du das Signal gleichrichtest und mit Spannungsteiler auf AREF. Du hast dann 0-10V»0-AREF (egal ob + oder -). Zusätzlich wertest du noch aus ob das Signal positiv oder negativ ist (digitales Signal).

Variante 3 gäbe es auch noch. Es gibt ICs die direkt 0-10V oder Vielleicht sogar -10 bis +10V auswerten können. Da kenne ich aber keinen Typ.

Besser wäre am Anfang Variante 1 oder 2, da man keine komplizierte Hardware benötigt außer normale Operationsverstärker bzw Komparator. Bei Variante 3 wird ein Bus verwendet (meist I2C oder SPI). Da gibt es mehrere Fallstricken.

* AREF ist Referenzspannung, kann man einstellen, beträgt max die versorgungsspannung des Controllers

MfG Hannes