Anfängerfrage Motor: Finde für 500 RPM und 1 Nm Drehmoment keinen DC Motor

[Svebert]

Guten Tag,

ich bin auf der Suche nach 4 Motoren für einen Roboterselbstbau. Ich stehe komplett am Anfang und benötige bei der Recherche nach den richtigen Motoren Hilfe.
Grunddaten: Gesamtmasse des Roboters ca. 5 kg; vMax = 5 km/h (bei max. 5° Anstieg). Diese Geschwindigkeit soll auch längere Zeit gehalten werden. Der Roboter soll 4 angetriebene Räder mit Durchmesser ca. 100 mm (+-30 mm) haben.

Nun habe ich überschlagen, dass ich einen Motor mit
500 RPM without Load benötige
0,9 Nm Stall Torque

500 RPM entsprechen nicht 5 km/h bei 100 mm Raddurchmesser. Die Idee ist, dass der Motorarbeitspunkt der Hälfte der max. Drehzahl des Motors entspricht.
Auch beim max. Drehmoment habe ich Sicherheitspuffer eingefügt.

1. Frage:
Sind meine max. Drehzahl und max. Drehmoment Angaben sinnvoll für einen 5 kg Roboter mit vMax = 5 km/h? Oder suche ich nach total überdimensionierten Motoren für meinen Anwendungsfall?
2. Frage:
Welcher Motor kommt in Frage? Ich habe bislang nur einen gefunden der halbwegs passen würde: DOGA DO16841112B04/3058. Der kostet 140 Euro, was ich ein bisschen viel finde. Ich hätte jetzt so mit einem Preis von 30 Euro pro Motor gerechnet.
Am liebsten hätte ich auch einen BLDC Motor, aber die gibt es anscheinend nicht in diesem geringen RPM-Bereich bzw. mit solchen großen Drehmomenten?

Vielen Dank im Voraus für Antworten bzw. Kommentare.

[hbquax]

Schreib doch mal deinen Rechenweg fürs Drehmoment auf....

[hbquax]

@oberallgeier,
deinen Rechenweg würde ich auch gerne sehen.... :confused:

Frohe Weihnachten zusammen :Weihnacht

[oberallgeier]

@oberallgeier, deinen Rechenweg würde ich auch gerne sehen ...Hmmm - sorry, hatte selbst nochmal nachgerechnet. Blöd gelaufen, entweder war gestern zu viel Schampus in der Flasche oder schlecht geschlafen, aber vermutlich ist mein Taschenrechner auf low battery - Egal, ich bitte um Entschuldigung und ziehe meinen Einwand zurück.
Danke hbquax für die aufmerksame Prüfung.

[hbquax]

Um mal konstruktiv zu werden, für die angestrebte Kombination von Drehzahl und Drehmoment ist ein Getriebemotor die sinnvollere Wahl, z.B sowas:
https://www.conrad.de/de/hochleistungsgetriebemotor-6-v-modelcraft-rb350018-sy2425-181-233128.html
https://www.conrad.de/de/hochleistungsgetriebemotor-12-v-modelcraft-rb350018-2a723r-181-233131.html

Gibt noch ein paar weitere ähnliche Typen bei Conrad und auch anderswo. Bei Conrad gibts bei den Produkten unter "Downloads" manchmal ein Datenblatt mit weiteren Angaben oder sogar einem Diagramm, z.B. hier auf Seite 3:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/225000-249999/233128-da-01-en-HOCHLEISTUNGSGETRIEBEMOTOR_6V_DC_1_18.pdf

Viel Erfolg!

Nils

ps: Die Scheiß Conrad-Links führen ins Nirvana, also bei Conrad einfach mal suchen nach

Hochleistungsgetriebemotor 12 V Modelcraft RB350018-2A723R 18:1

oder durchklicken nach Modellbau-Getriebemotoren

[oberallgeier]

Um mal konstruktiv zu werden ..Gut - mein Beitrag dazu:
Ich verwende für meinen Archie (aktuell ca. 6 kg, Höhe ca. 0,8 m) (https://www.roboternetz.de/community/threads/61379-Kopfsache-und-ein-m1284-etliche-Servos-viel-Alu?p=600400&viewfull=1#post600400) zwei Getriebemotoren von pololu, gibts in DE vermutlich bei watterott oder exptech.
Originalseite bei pololu (Las Vegas, NV, USA) (https://www.pololu.com/product/1443/specs)
General specifications



Gear ratio:
30:1


Free-run speed @ 6V:
175 rpm1 (https://www.pololu.com/product/1443/specs#note1)


Free-run current @ 6V:
250 mA1 (https://www.pololu.com/product/1443/specs#note1)


Stall current @ 6V:
2500 mA1 (https://www.pololu.com/product/1443/specs#note1)


Stall torque @ 6V:
55 oz·in1 (https://www.pololu.com/product/1443/specs#note1)


Free-run speed @ 12V:
350 rpm


Free-run current @ 12V:
300 mA


Stall current @ 12V:
5000 mA


Stall torque @ 12V:
110 oz·in


Lead length:
11 in



Kaufentscheidend für mich war der zweispurige Encoder, der mir gleich Richtung- und Drehzahlmessung erlaubt. Kein BLDC, Drehmoment "stall" rund 0,8 Nm bei 12V. Nach rund drei Jahren gelegentlichem Betrieb wurden die Getriebe etwas lauter. Mit dem Encoder ist natürlich eine saubere Regelung möglich und mit den üblichen Abstrichen an die Genauigkeit ne Odometrie. Ich betreibe die Motoren seit an (nominell) 13,2 V - über einen Motortreiber VNH2SP30.

[hbquax]

Der DOGA DO16841112B04/3058 wiegt übrigens selber schon 2,6 kg pro Stück, damit lässt sich kein 5kg-Roboter bauen...

[witkatz]

Um mal konstruktiv zu werden, für die angestrebte Kombination von Drehzahl und Drehmoment ist ein Getriebemotor die sinnvollere Wahl, z.B sowas:
"https://www.conrad.de/de/hochleistungsgetriebemotor-6-v-modelcraft-rb350018-sy2425-181-233128.html
https://www.conrad.de/de/hochleistungsgetriebemotor-12-v-modelcraft-rb350018-2a723r-181-233131.html"

Ich habe mir die Freiheit genommen deine Links als Text wiederzugeben, irgendwie lande ich auf einer anderen Seite bei Klicken der Originallinks.


Um mal konstruktiv zu werden, für die angestrebte Kombination von Drehzahl und Drehmoment ist ein Getriebemotor die sinnvollere Wahl, z.B sowas:
Gibt noch ein paar weitere ähnliche Typen bei Conrad und auch anderswo. Bei Conrad gibts bei den Produkten unter "Downloads" manchmal ein Datenblatt mit weiteren Angaben oder sogar einem Diagramm, z.B. hier auf Seite 3:
http://www.produktinfo.conrad.com/da...6V_DC_1_18.pdf (http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/225000-249999/233128-da-01-en-HOCHLEISTUNGSGETRIEBEMOTOR_6V_DC_1_18.pdf)


Dieser RB3500 Typ könnte passen, wenn das vom TE angegebene Drehmoment von 1Nm nur kurz abverlangt wird. Einen dafür nötigen Strom von ca. 9A verpackt dieser Motor nicht auf Dauer und bei dem im Datenblatt angegebenen Nennstrom von 1,6A bringt er nur knapp 0,2Nm.

[hbquax]

O,2 Nm reicht aber. Beim Stall-Moment drehen die Räder durch.

[Svebert]

Vielen Dank für das Feedback.
Ich werde die genaue Drehmomentberechnung nocheinmal nachliefern. Aber anscheinend liege ich nicht völlig daneben. Die 0,9 Nm sollen (wenn überhaupt) nur beim anfahren abverlangt werden.
Noch zwei Fragen zu Getriebemotoren: Die angegebe Drehzahl und das Drehmoment beziehen sich auf die schon übersetzte Achse, oder?

Wie befestigt man an der Runden Achse eine Welle bzw ein Rad? Warum ist die Motorausgangsachse kein Vier - oder Sechskant?

[oberallgeier]

.. Wie befestigt man an der Runden Achse eine Welle bzw ein Rad? Warum ist die Motorausgangsachse kein Vier - oder Sechskant?Die Frage nach dem Sechskant-Achsanschluss hatte ich mir auch schon gestellt, zumal sooo viele Räder und Felgen für verschiedene Scale-Fahrzeuge einen Sechskantanschluss haben. Meine Lösung: ne Muffe mit Ø6-Bohrung, einer M3-Klemmschraube (für die Achsanfasung) und nem zölligen Gewinde, dazu eine zöllige Schraube mit Sechskantkopf. Die Schraube vom Kopf her mit einem M3-Gewinde versehen. Zollschraube (gekürzt) in die Muffe - und schon habe ich einen prächtigen Adapter für „Standard”felgen mit Zentralschraube M3 auf einer Seite und Ø6-Achsbefestigung auf der andern. Archie hat zwei von diesen Adaptern *gg*.

[RoboHolIC]

Warum ist die Motorausgangsachse kein Vier - oder Sechskant?
Weil man den Innensechskant im Gegenstück nicht bohren sondern nur mittels Stoßräumnadel einbringen kann. Das erfordert meines Halbwissens eine seeehr tiefe zylindrische Vorbohrung oder eben eine Durchgangsbohrung. Passungen und Rundlauf dürften damit ebenfalls schwierig werden.

[hbquax]

Wenn man etwas googlet, findet dort, wo es Räder gibt, oft auch Mitnehmer. Im Modellbaubereich ist 12 mm Sechskant verbreitet, die Mitnehmer werden mit einem Querstift auf der Achse befestigt.

[Manf]

ne Muffe mit Ø6-Bohrung, einer M3-Klemmschraube (für die Achsanfasung) und nem zölligen Gewinde, dazu eine zöllige Schraube mit Sechskantkopf. Die Schraube vom Kopf her mit einem M3-Gewinde versehen. Zollschraube (gekürzt) in die Muffe - und schon habe ich einen prächtigen Adapter für „Standard”felgen mit Zentralschraube M3 auf einer Seite und Ø6-Achsbefestigung auf der andern.

Bei jedem Besuch des RN seit dem 24.12. - 16:52 Uhr komme ich an der Stelle vorbei und frage mich, ob ich das richtig verstanden habe mit dem prächtigen Adapter.
Mach doch bitte mal eine einfache Skizze (so serviettenmäßig, in 2D) und stelle eine Aufnahme davon rein. Ich denke das Thema ist zu wichtig als daß man es hier halbverstanden stehen lassen könnte.
Vielen Dank im voraus.
Manfred

[hbquax]

Ich glaube das wichtigste ist die Zölligkeit der M3-Schraube :confused:

[oberallgeier]

.. und frage mich, ob ich das richtig verstanden habe .. mach doch bitte mal eine einfache Skizze ..Es tut mir sehr leid, dass meine Beschreibung so schlecht ist, bitte entschuldigt. Hatte gerade das CAD-Bildchen gesucht; das ist digital auf einem anderen Rechner der aktuell passiv ist und ein Ausdruck ist nicht da . . . (so gehts doch meistens :-/ ). Daher - auf die Schnelle - ein Bildchen. Ist das so verständlich ?

......https://dl.dropbox.com/s/a4gj28hbewobsdv/Archie-6kt-Nabe_2787.JPG?dl=0

Nabe montiert, von der Radseite mit Gewinde M3 in der Schraube M8; Schraube M8 mit SK-Kopf SW12, freigebohrt Ø4; Nabe mit Schraubenaufnahme M8. An den Naben ist jeweils die M3-Schraube zum Festklemmen an der Welle zu sehen. Die Wellenbohrung Ø6 ist nicht zu sehen. Naben Alu, Schrauben M8-St, M3-VA.

[Manf]

Also von der Motorwelle 6mm mit Phase und Klemmschraube auf den Sechskant SW12 mit M3 achsial als Halter.

Die 4mm Bohrung in der M8 Schraube ist dann wohl für eine alternative Anwendung.
Bei der Anwendung als Adapter für die 6mm Motorwelle ist wohl auch die M8 Schraube etwas kürzer.

Ich glaube das geht nur mit Bild.
Vielen Dank in jedem Fall für die Aufnahme.

[oberallgeier]

.. Ich glaube das geht nur mit Bild ..Manfred, Du hast Recht; meine Handskizze ist der nächste Versuch - ich scheute einfach den CAD-Aufwand für ne aussagefähige Explosionszeichnung. Das vorhandene CAD-Bildchen ist für die Gesamtanordnung bzw. die Funktion nicht aussagekräftig. Ich hoffe, dass meine flüchtige, grobe und schiefe Handzeichnung dem besseren Verständnis förderlich ist. Jedenfalls soll die Skizze den Zusammenbau veranschaulichen. Sie enthält nur Hauptmaße, ist nicht normgerecht und ziemlich flüchtig, ich bitte um Nachsicht. Bei Bedarf kann ich mehr Zeit dafür aufwenden.

Die TEile von links: Wellenanschlussnabe, Sechskantanschluss für handelsübliche Standardräder, Scheibe, Zentralschraube zur Radbefestigung.

Die Wellenanschlußnabe hat links die 6-Millimeter-Bohrung für meine Motoren, dazu das Gewinde für die Klemmschraube M3. Damit wird die Nabe auf der Motorwelle befestigt. Die Gesamtlänge ist 20 mm, damit die Achsverlängerung nicht zu lang wird - so bleibt die Achslast auf den Motor noch akzeptabel.

Der Sechskantanschluss ist eine handelsübliche M8er mit Gewinde bis zum KOpf, gekürzt auf die Gewindelänge 9mm. ABER mit Schlüsselweite (SW) 12 - normgerecht für DIN933 wäre SW13. Die kurze Länge der Schraube liegt an der sehr kurzen Wellenanschlußnabe. Die Schraube soll die in der Nabe eingeführte Motorwelle nicht berühren. Die originale Schraube (aus dem Ersatzteillager für Rennenduros KTM) wurde aufgebohrt und mit dem M3-Gewinde für die Radbefestigung versehen. Die Ø4-Bohrung ist nur zum Freibohren des Gewindeloches.

Scheibe und Radbefestigung M3x10 sind Standardartikel.

Das NICHT dargestellte Rad wird über den SW12-Sechskant geschoben und mit der Zentralschraube befestigt.
Alle Verbindungen sind (bei meiner Anwendung) selbsthaltend und ohne Schraubenfixiermittel verbaut.

......https://dl.dropbox.com/s/w1tjh4dn075byhr/Archie_Nabe-6-SW12-20proz.jpg?dl=0 (https://dl.dropbox.com/s/mylhb0c7yyld3wo/Archie_Nabe-6-SW12.jpg?dl=0)
(https://dl.dropbox.com/s/mylhb0c7yyld3wo/Archie_Nabe-6-SW12.jpg?dl=0)......https://dl.dropbox.com/s/a4gj28hbewobsdv/Archie-6kt-Nabe_2787.JPG?dl=0

Eine größere Version der Handskizze ist in der Skizze verlinkt.
Skizze [reicht] [reicht nicht] ... Unzutreffendes bitte streichen.
Wenns nicht informativ genug ist, müsste ich ne richtige, normgerechte Zeichnung anfertigen.

Nachtrag: Sorry : GEWINDElänge M8 ist 9 mm

[hbquax]

z. B.

http://www.ebay.de/itm/4x-Antrieb-12mm-6mm-Welle-Hex-Radantrieb-RC-Radnabe-Hexagon-Drive-Nabe-Sechskant-/132012353094?hash=item1ebc8ca646

http://www.ebay.de/sch/RC-Modellbau-Rader-Reifen-radnaben/182201/bn_18276199/i.html

[oberallgeier]

z. B. ebay..12mm-5mm.. und ebay..radnaben ..Daraus darf ich mir ja nicht nen Stundenlohn rausrechnen, wäre recht deprimierend. Darf man aber als Hobbyist sowieso nicht - und ist dabei noch froh, nicht deprimiert. Wobei ich sagen muss, dass ich die Messinghexagöner (http://www.ebay.de/itm/4x-Antrieb-12mm-6mm-Welle-Hex-Radantrieb-RC-Radnabe-Hexagon-Drive-Nabe-Sechskant-/132012353094?hash=item1ebc8ca646&clk_rvr_id=1146689629863&rmvSB=true) schon lecker finde!

[Manf]

Lieber Geier,
vielen Dank für die Skizze und die Erklärung, die Skizze ist perfekt, das bekommt man so mit keinem CAD System hin.
Ich finde es gut, dass der wichtige Punkt etwas ausführlicher erklärt wurde, die Arbeit lag natürlich bei Dir, aber dafür gehört Dir auch der Dank dafür.