Selbstfahrende Arbeitsmaschine

[Ri772ab]

Hallo

Zuerst einmal ein Lob an das Forum. Hier sind echt sehr viele nützliche Informationen Zusammengetragen worden.
Ich bin beim Suchen zu meinem Projekt über dieses Forum gestoßen und hätte nun ein paar Fragen an euch.
Falls ich die Links nicht posten darf dann gebt mir bitte bescheid. Dann muß ich das irgendwie anders lösen.

Ich möchte mir ein Allzweckgerät wie hier auf den links und Bildern bauen.
http://www.inspectorbots.com/Mega_Bot.html
30709

Da werden 4 von diesen Motoren verwendet:
http://hobby.npcrobotics.com/store/npc-t64/

Sorry wenns das schon mal gegeben hat aber ich habe die Suche schon gequält und bin nie auf verwertbare Informationen gestoßen. Mir fehlen auch etwas die Suchbegriffe dafür.

Als Basis wollte ich eine Stahlwanne mit Autoradlagern und 10 Zoll Felgen und 42cm Reifen nehmen.

Meine Grunddaten zu dem Fahrzeug in meiner Vorstellung sind.

Abmessungen lxbxh: ca. 100cm x 80cm x 43cm
Gewicht ca: 120-140kg
Nutzlast ca. 120kg
Geschwindigkeit ca. 10-15km/h

Nützlich sollte es sein für Anbaugeräte wie zum Beispiel Schneeschild, Kehrmaschine, Rasenmäher.
Da ich im Rollstuhl sitze möchte ich weiters einen Autositz darauf montieren können um selbst damit zu fahren.

Ich habe nun schon selbst probiert einige Berechnungen anzustellen. Weiters habe ich den Rechner hier auf der Homepage probiert. Leider bin ich etwas zu grün hinter den Ohren für die ganzen Berechnungen.
Laut Rechner brauche ich am Motor ein Drehmoment von insgesamt ca. 16NM und am Rad von 320Nm.

Ich habe jetzt das ganze Fahrzeug schon mit einigen Komponenten durchdacht und würde gerne von euch eine Meinung hören ob das ganze funktionieren könnte und durchführbar wäre.

Als Antrieb dachte ich an 4 Elektromotoren mit 24 Volt und Schneckengetriebe. Daten siehe Bilder. 1:15 Übersetzung
3071030711
Zur Ansteuerung der Motoren dachte ich an diese 4 Regler.
http://www.modellbau-regler.de/shop/product_info.php?products_id=87

Zur Steuerung dachte ich an an die Multiplex SX 9

Als Stromversorgung dachte ich an 2 100Ah Bleiakkus (Autobatterien)

Nun meine Fragen:
Würde das Grundsätzlich funktionieren?
Wie lange kann ich ca. damit fahren? Fahre ja nicht immer mit Volllast.
Wie verhält sich das Fahrzeug beim Gas Wegnehmen bzw. Bremsen da ja Schneckengetriebe selbsthemmend sind? Kann man einen Motornachlauf einstellen? Das mach mir die meisten Gedanken.
Brauchen die Motoren irgendeine Synchronsteuerung für Gleichlauf oder ist das vernachlässigbar?

So ich hoffe ich habe nichts vergessen
Ich freue mich über jeden Kommetar von euch.
Vielen Dank.

Schöne Grüsse Peter

[i_make_it]

Als Basis wollte ich eine Stahlwanne mit Autoradlagern und 10 Zoll Felgen und 42cm Reifen nehmen.

Meine Grunddaten zu dem Fahrzeug in meiner Vorstellung sind.

Abmessungen lxbxh: ca. 100cm x 80cm x 43cm
Gewicht ca: 120-140kg
Nutzlast ca. 120kg
Geschwindigkeit ca. 10-15km/h


42cm Reifen = mindest Achsabstand 86cm.
Halber Radlager Durchmesser plus Wandstärke Wanne = (l=100cm - 86cm) / 2 = 7cm
Hier wird es schon mal sehr eng für Autoradlager.

Gewicht ca. 120-140kg

Nehmen wir dorch mal was als Refferenz was ähnlich augfebaut ist und ähnlich groß ist.
Bobcat S70 Skid steer loader.
Achsabstand 722mm
Breite 901mm

Versandgewicht ohne Schaufel: 1109kg
Jetzt kalkulieren wir mal für das Führerhaus und die Hydraulik sehr großzügig 500kg,
da bleiben immer noch 600kg für das Fahrwerk, Chassis und Antrieb.

Ich denke bei geplanten 140kg wird die notwendige Stabilität für eine Zuladung von 120kg.
oder entsprechende Anbaugeräte nicht gegeben sein.

Der S70 schaft 9,8km/h bei einer Motorleistung von 16.800W (Inklusive der Leistung für die Hydraulik um die Anbaugeräte anzutreiben).

also 2000W pro Motor würde ich als Minimum veranschlagen.
Bei den benötigten Batterien würde ich den Strombedarf auch mit den Maximalwerten der Verbraucher ansetzen.
Zur Berechnung der Statik würde ich die Massen aller Zukaufteile erst mal aufrunden.
Mit der Masse die sich dann für das Chassis ergibt,
kann man dann die Motorwahl überprüfen und ggf. neu wählen.

[Ri772ab]

So hab noch mal nachgerechnet. Irgendwo hab ich einen Fehler reingehaut. Wenn ich alles Massiv und so wie ich es mir vorstelle ausführe hat das ganze Ding ca. 220kg. Jetzt ist die Frage was ich mit der Motorleistung noch alles anstellen kann. Ich habe einfach keine vorstellung dafür. Kann man da noch Schnee schieben?

[i_make_it]

Nun je nach Reibung und Masse kann man mehr oder weniger Schnee schieben bevor die Räder durchdrehen.
Mit 220kg kann man mehr Schnee schieben als mit 140kg, da die Gewichtskraft auf den Rädern höher ist.
mit 4 mal 800W halt weniger als mit 4 mal 2000W bevor die Motoren überlastet sind.
Schnee ist eine undankbare Sache in der Berechnung weil Pulverschnee viel leichter ist und keine Haftung hat im Gegensatz zu Pappschnee.
Das ist wie loser Sand und klebriger Lehm.

[ranke]

Wenn ich das Fahrzeugkonzept richtig verstehe ist keine Lenkmöglichkeit für die Räder vorhanden. Wenn man also eine Kurve fahren will, müssen wenigstens 2 Räder mehr oder weniger quer zur Rollrichtung über die Fahrbahn gleiten. Um das zu erreichen wird man bei allen Rädern mit dem Antriebsmoment nahe an die Schlupfgrenze gehen müssen. Bei einer angenommenen Radlast von 750N (da sind wir im Moment noch unsicher, also nur mal als Rechenbeispiel) und einem Rollradius von 0,21m braucht man im Fall einer gut griffigen Fahrbahn (Reibwert = 1) dafür ein Antriebsmoment von etwa 150Nm pro Rad.
Bei der von Dir vorgeschlagenen Antriebskonfiguration wären etwa 20Nm (ohne Verluste eher 30Nm, aber Schneckengetriebe haben viel Reibung) pro Rad zu erwarten. Es wird also allenfalls nur geradeaus fahren können.

[Frank]

Interessantes Projekt, hoffe es kommen später auch ein paar Bilder! Ich habe auch schon lange vor sowas mal zu konzipieren aber bislang noch nie die zeit gefunden, allerdings ein wenig leichtgewichtiger wollte ich ihn schon bauen. Allerdings deine gewählten Motoren sind ja nicht gerade günstig!
ich tentiere aber dazu dann doch er eine Lenkung zu integrieren und nur zwei Antriebsmotoren zu nutzen. ich denke mit Lenkung ist es auch leichter die Spur zu halten, was ja an Seitenbereichen beim Kehren oder Schnee schieben manchmal wichtig sein kann.
Bei den Rädern weiss ich noch nicht, ich denke hier haben auch Hartgummi (also keine Luftreifen) gewisse Vorteile. Bei Luftreifen muss stets Reifendruck im Auge behalten werden, weil sich dadurch unter Umständen Höhe von Kehrbesen oder Schneeschild verstellt.

[Ri772ab]

Hallo

Die Antwort von ranke hat mir etwas die Motivation genommen.

Zum Thema Gewicht abspecken. Das wird schwierig.

Chassis 40kg
2x 12v 100 Ah Batterien a 30kg
4x Motoren Getriebe Kombi a 15kg
4x Räder a 11kg
4x Radlager a 4kg

Macht zusammen 220kg

Ich habe mir jetzt zum Vergleich mal einen Segway genommen.

Spitzenleistung 3kw ,Eigengewicht 54kg und eine Zuladung von 120kg und Höchstgeschwindigkeit 20km/h.

Freilich tut sich ein Segway nicht so schwer beim drehen aber drehen müsste sich mein Konzept doch trotzdem.

Hat jemand eine bessere Idee für eine bezahlbare Motor Getriebe Kombi. Ich würde auch ein anderes Getriebe nehmen wenn ich eine Idee hätte wie ich da Räder anflansche.
Bei meiner Kombi würde ich eine Zahnwelle abdrehen und mit einem Mitnehmerkeil versehen und durch die Hohlwelle vom Getriebe und das Radlager stecken.

Schönen Gruß Peter

[Unregistriert]

Nur mal als Idee:

4x
http://www.ebay.de/itm/Elektro-Motor-RC-300W-24V-E-Scooter-MY1016-2750RPM-24VDC-/141780414758?hash=item2102c57126

Kette und großes Ritzel als Übersetzung.

[Ri772ab]

An das habe ich auch schon gedacht. Wollte ich aber vermeiden. Muß man Warten, nachspannen und kann rausspringen.
30729

[i_make_it]

High torque Motoren für Scooter hatte ich auch kurz überlegt, aber da ist das Problem nicht ein eventueller Kettentrieb, sondern die Wellen-Naben Verbindung.
Du hast 220kg für das Fahrzeug plus 120 Kg Zuladung.
Macht 340kg.
Vom beschriebenen Einsatzzweck her hast Du Lastfall III (3) (Last pendelt zwichen einem positiven und negativen Maximum)
Bei Autos z.B. setzt man dafür Kerbverzahnungen oder Vielkeilprofile ein.
Bei den Scootermotoren ist üblicherweise eine Fläche an der Motorwelle. Und an der Nabe ist die Bohrung ein Kreisabschnitt.
Diese Verbindungsart bietet für beide Drehrichtungen je nur eine Fläche zum Übertragen der Kraft. Und die resultierenden Kräfte erzeugen eine große Spreizwirkung in der Nabe.

Ich vermute mal das Scootermotoren deshalb nicht besonders gut geeignet sind.
Eine Kostengünstige Lösung ist mir aber auch noch nicht eingefallen.

[MisterMou]

Und was ist mit kleben?

Loctide 638 ist für sowas gut geeignet.
Der macht 25N/mm² Zugscherfestigkeit bei 0,25mm Spaltüberbrückung.

Bei einer 8mm Welle auf 8mm Länge sind das gut 40Nm.
Der verlinkte Motor macht gut 1Nm, also ein Bruchteil.

Und mit 5kN lässt sich sowas wieder gut abziehen (abreißen), da kann man problemlos eine 8er Schraube aus der Grabbelkiste nehmen

Ich hoffe, ich habe mich nicht verrechnet

[i_make_it]

Kleben geht, aber ob Loctide 638 der richtige Kleber ist wage ich zu bezweifeln.
100% Zugscherfestigkeit ist nur bis 50°C gegeben.
Bei 100°C sind es noch gut 80%.
und bei 150°C unter 50%.
In meinem Auto werden es im Sommer gerne mal 80°C ohne das da ein Elektromotor direkt daneben läuft.
Man sollte also mit 80% oder weniger im Sommer rechnen.

Dann gilt abhängig von der Spaltdicke bei unter 0,1mm 100% Zugscherfestigkeit.
Bei 0,25mm haben die meisten Kleber nur noch rund 75%.

Ich hatte auch mal den Fall, das ein Vorgesetzter von mir meinte es sei egal mit welchem Kleber ich den Rotormagnet auf die Motorwelle Klebe.
Der Motor hat auch gut funktionert, den Winter über, als dann im Juni warm wurde, Hat eine 1000kg Z-Achse mal den freien Fall geprobt.
Da niemand den Notaus ausgelöst hatte, war der nächste Stop der Maschinentisch. (Bremse ist nicht angesprungen, wärend der Magnet mit maximaldrehzahl um die Welle rotiert ist)

Da hier ja ein Rollstuhlfahrer mit fahren will, der nicht mal eben einen rettenden Sprung ausführen kann bevor das Gefährt eventuell irgendwo ungebremst die Abkürzung Hangabwärts nimmt, wäre sowas meine dritte Wahl oder halt ein Konstruktionsklebstoff der für Elektromotoren und die entsprechende Wärmeentwicklung vorgesehen ist.

[Ri772ab]

Servus Leute

So hab im Internet wieder nach etwas vergleichbarem gesucht und bin auf das hier gestoßen:
http://www.ebay.de/itm/POWERPAC-RDE500-ELEKTRO-RAUPENTRANSPORTER-AKKUDUMPER-RAUPENDUMPER-DUMPER-/360697135422?hash=item53fb39813e

Klar der ist der noch etwas langsamer aber die Werte sind ungefähr die selben.

[Frank]

Interessant scheinen mir auch diese Nabenmotoren zu sein:
http://www.ebay.de/itm/ELEKTRO-AKKU-SCHNEERAUMER-SCHNEESCHIEBER-SCHNEEFUCHS-/361102123260


https://www.youtube.com/watch?v=oGYbZ-5-ODc

[Ri772ab]

Hallo
So hätte jetzt die perfekten Motoren gefunden. Liefern leider nicht an Privatkunden und nur in grösseren Mengen. Die in der 2. Spalte
http://www.heinzmann.com/de/elektromotoren-und-hybridantriebe/radnabenmotor
Weiß jemand eine Alternative?

[Ri772ab]

So hier mal ein Update.
Die Idee mit den Radnabenmotoren habe ich noch nicht aufgegeben. Hab mittlerweile einige andere Hersteller mit ähnlichen Radnabenmotoren gefunden. Die dürften irgendwo im Baumaschinensegment sehr häufig vorkommen. Da die Motoren sehr stark sind braucht man natürlich auch dementsprechende Akkus. Das ganze hätte jetzt vorerst mal mein Budget gesprengt.


Ich dachte mir jetzt mal zurück zum Ursprung und habe mir einen gebrauchten elektrischen Rollstuhl gekauft und auf RC umgebaut. Man muss sich ja mit der Materie ja mal vertraut machen und Erfahrungen sammeln. Der ist jetzt noch in der Erprobungsphase funktioniert aber schon ganz gut. Kraft hat er jedenfalls. Ob er auch Schnee schiebt wird sich noch herausstellen.

Hier mal ein paar Bilder.
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[ranke]

Ich dachte mir jetzt mal zurück zum Ursprung und habe mir einen gebrauchten elektrischen Rollstuhl gekauft und auf RC umgebaut. Man muss sich ja mit der Materie ja mal vertraut machen und Erfahrungen sammeln.
Meiner Meinung nach eine kluge Entscheidung. Ich bin recht sicher, dass Du mit dem ursprüglichen Konzept (4 ungelenkte Räder) nicht glücklich geworden wärest, es hätte bei Kurvenfahrt ein sehr hohes Moment an den Rädern gebraucht, was zu einem sinnlosen Aufwand bei Motoren, Treibern und Akkus (letztlich Geld) führt.

[Frank]

Wenn man sich die Preise der geeigneten Motoren, Räder, Akku etc. ansieht, dann liegt man mit einem gebrauchten Rollstuhl gar nicht so viel drüber. Was hast du denn bezahlt?
Bin gespannt auf Bilder von deine Umbaumaßnahmen.

[Ri772ab]

Ich habe 150€ dafür bezahl.
Ganzes Projekt steht derzeit auf 500€.

[Frank]

Das ist natürlich sehr guter Preis, billiger kommt man an die Teile nicht ran.

[Magge2k]

Hey Frank,

cooles Projekt, ich habe sowas ähnliches vor 5 Jahren gestartet.
Verblüffend die Ähnlichkeit ;-)

Hier mal ein Bild vom Aktuellen Stand.

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