Befestigung von Schrittmotoren

[Stroggi]

Hi zusammen,

ich möchte einen vierrädriges Fahrzeug bauen bei dem jedes Rad einzeln angetrieben und frei schwenkbar sein soll (ähnlich zu diesem hier: http://www.bajdi.com/arduino-28byj-48-stepperbot/). Als Antrieb würde ich hierzu Schrittmotoren bevorzugen. Somit würde sich für jedes Rad zwei Schrittmotoren (Radantrieb, Winkeleinstellung) ergeben.

Unabhängig davon wie die Kabelführung, etc. gestaltet werden soll würde ich euch gerne fragen, ob ihr bereits fertige Lösungen für dieses vorhaben gibt, oder ob es entsprechende Motorhalterungen für Schrittmotoren gibt, so dass man einen Schrittmotor im 90°-Winkel an einen anderen montieren kann.

Ich habe zwar bereits das halbe Internet durchsucht, bin jedoch noch nicht auf eine Lösung gestoßen. Vielleicht kann mich jemand von euch auf eine Lösung in der anderen Hälfte stoßen ;)

Viele Grüße
Michael

[i_make_it]

Da es bei Schrittmotoren, Schrittverluste geben kann, würde ich zumindest den Lenkmotor je Rad mit einem Encoder ausrüsten, sonst fahren die Räder auf Dauer, physikalisch in unterschiedliche Richtungen wärend die Steuerung noch denkt, das sie in die Selbe fahren.
Ich size grade selbst was ähnliches: 3 Pylonen mit je 2 Rädern und jedes Rad einzeln lenkbar. Ich stehe momentan noch zwichen DC und BLDC Motoren. Aber auf jeden Fall mit Encodern und einer Refferenzmarke. Dadurch stelle ich sicher das sich weder bei der Raddrehung noch bei der Lenkung Fehler einschleichen. Damit die Motorachsen nicht unnötig (Achsial) belastet werden, habe ich die Räder mit eigener Welle vorgesehen und der Anriebsmotor liegt koaxial über dem Rad (Verbindung über Zahnriemen als zusätzliche Untersetzung). Wegen der Lagerkräfte, würde ich mich nicht auf die Wellenenden der Motoren Verlassen um die wirkenden Kräfte aufzunehmen. Man kann aus ALuprofilen schon eine Menge machen, oder aber Teile konstruieren und fräsen lassen.

[ranke]

Zur Verbindung der beiden Schrittmotoren: Man wird für den Fahrmotor Räder brauchen, man spendiert den Lenkmotoren die selben (oder ähnliche) Räder und verschraubt einen passenden Blechwinkel (Baumarkt) auf der Radscheibe. Der andere Schenkel vom Winkel bekommt geeignete Bohrungen und Ausnehmungen für eine Flanschbefestigung des Fahrmotors.
Ansonsten teile ich intensiv die Bedenken von i_make_it. Das Konzept scheint mir auf den ersten Blick reichlich problematisch und es braucht zwingend eine Rückmeldung des Drehwinkels der Lenkachse. Zudem muß man bedenken, dass die Bewegungen und Momente der Fahr- mit den zugehörigen Lenkmotoren stark verkoppelt sind. Man kann z.B. keine Lenkbewegung (im Stillstand) machen, ohne den Fahrmotor zu drehen. Umgekehrt erzeugt ein Antriebsmoment am Fahrmotor ein entsprechendes Moment am Lenkmotor. Schrittmotore haben leider die Tendenz, dass das verfügbare Haltemoment stark von der Drehgeschwindigkeit und auch der Art der Ansteuerung abhängt. Insgesamt eine Mischung, die nicht gut zusammenpasst.

[Geistesblitz]

Bei Schrittmotoren ist es ja auch so, dass du sie erstmal gegen einen Referenzschalter oder ähnlich referenzieren musst, damit du weißt, wo deine Räder eigentlich stehen. Wenn du das Rad direkt unter die Achse der jeweiligen Lenkung baust, wäre es von den wirkenden Kräften her günstiger, da du so unnötiges Drehmoment an der Lenkachse vermeidest. Die Verbindung zwischen den Motoren kannst du dir aus Alublech biegen oder von einem Winkelprofil absägen, dann Löcher entsprechend der Motorbefestigung bohren und schon sollte sich das montieren lassen. Alternativ könntest du dir auch was Passendes 3D-drucken lassen, aber ich finde, dass man schon in der Lage sein sollte, soetwas selber fertigen zu können.

[Stroggi]

Hi zusammen,
danke für eure Antworten.

Das mit dem Referenzpunkt für den Drehwinkel ist bereits Bestandteil meines Konzeptes. Mir ging es lediglich darum ob jemand weiß ob es bereits fertige Winkel gibt mit denen man Schrittmotoren auf die von mir beschriebene Weise montieren kann (da ich NICHT in der Lage bin mir soetwas selber fertigen zu können). Dann muss ich mich wohl doch durch die Materialbearbeitung kämpfen und versuchen mir da was zusammenzuschustern.

Für den Fall, dass der Drehpunkt nicht exakt über dem Rad platziert werden könnte ließe sich diese Abweichung ja in der Kinematik des Fahrzeuges berücksichtigen, so dass entsprechende Korrekturbewegungen der Fahrräder ausgeführt würden, wenn dieses eine Richtungsänderung durchführen sollte.

Viele Grüße
Michael

[i_make_it]

Da jeder Motorenhersteller frei ist seine Befestigungspunkte zu gestalten wie er will (Teilkreis der Bohrungen, Flansch/Bund für formschlüssige Befestigung) kann man nur bei denen im Programm schauen.

Eine vernünftige Handbohrmaschine mit Rechts-/Linkslauf 2 Gängen und Stufenloser Drehzahleinstellung ist schon mal keine Verkehrte Anschaffung.
Ein etwas größerer und stabilerer Bohrmaschinenständer macht die Bohrmaschine dann zur kleinen Tischborhmaschine (und trotzdem kann man sie noch als Handbohrmaschine nutzen.
Ein Stahllineal, eine Reißnadel, ein Federzikel (Anreißzikel), ein Winkelmasser, ein Edding (als Anreißlack), ein Meßschieber (Schieblehre) und ein Anschlagwinkel sind eine ganz brauchbare Grundausrüstung.
An Werkzeug, ein Satz Schlüsselfeilen (für kleine Arbeiten) je eine Dreikant-, Rund-, Vierkant- und Flachfeile Hieb 3 (Länge ca. 200-250mm), Metallbügelsäge, 90° Senker und ein Satz Boher 1mm - 10,5mm (am besten in 0,5mm Schritten und den Kernlochbohrern für Gewinde), einen Kasten M3-M12 Schneideisen und Gewindebohrersätze, Noch eine verstellbare Tischkantenbefestigung für die Handbohrmaschine, verschiedene Schleifstifte und einen Schleifteller und man kann schon eine ganze Menge machen. Für einen Schraubstock und dem Bohrmaschinenständer, kann man sich aus Multiplex und Leder Grundplatten machen, die sich mit Schraubzwingen immer wieder lösbar an Tische befestigen lassen ohne das diese beschädigt werden. Soll es mehr werden, was man machen will, sollte es eine Tischbohrmaschine sein. da kann man einen kleinen Kreuztisch aufspannen und dank Morsekegelaufnahme in der Pinole (die Z-Achse) auch später so was wie einen Plan und Ausdrehkopf befestigen. Bei meiner Bohrmaschine habe ich die Kunststoffplatte für den Tiefenanschlag gegen eine Stahlplatte ausgetaucht und die Gewindestange des Tiefenanschlags gegen eine Feingewindestange. Mit 2 Muttern über und unter dem Anschlag kann ich so die Z-Achse auf 0,01mm genau einstellen (Da hat mein Wolfcraft Kreuztisch in X und Y schon Probleme das so hin zu bekommen). Alu-Winkel und Flachmaterial gibt es zur Not bei eBay und Amazon wenn man sonst keine der vorhandenen Händler kennt. (Manchmal lohnt da auch der Preisvergleich wenn man die Händler kennt)

[Geistesblitz]

An sich hört sich das erstmal viel an, aber eigentlich sind da viele Dinge bei, die man immer mal brauchen wird, wenn man häufiger solche Projekte bearbeiten will. Ich hab mir das meiste an Werkzeug nach und nach zusammengesucht, immer je nachdem, was am nötigsten gebraucht wurde oder was gerade günstig zu haben war. Die Flexibilität, die mit der Möglichkeit zur Herstellung von individuellen Teilen kommt, ist manchmal einfach unersetzbar. Es gibt erfahrungsgemäß nur selten genau die Teile zu kaufen, die man braucht. Von Autos oder PCs kennt man das zwar schon, dass da viel normiert wurde und sich Teile leicht austauschen lassen, bei Robotern im Hobbybereich ist sowas aber oft mehr die Ausnahme. Wenn du dir das sonst nicht zutraust, gibt es sonst sicherlich auch die Möglichkeit, dass sich eventuell hier jemand findet, der dir passende Teile fertigt.