Servo-Austausch

[HaWe]

hallo,
ich bin auf diesen Roboterarm gestoßen:
32955
er hat an Servos S2000MD mit Drehbereich von ca. 180° und den Typ S2003MD mit 270° verbaut, Betriebsspannung (default) 6V.
Leider habe ich mit Servos bisher absolut keine praktische Erfahrung, und die die Nutzlast des Original-Bausatzes ist mit 150g am Handgelenk viel zu gering:
700g sind Minimum und 1kg wünschenswert.
Wer kennt diese Servos und weiß, gegen welche anderen, stärkeren, man sie mit den selben Montagebohrungen passgenau austauschen/ersetzen kann ?

ps:
An Versorgungsspannung hätte ich bis 12V (40A) zur Verfügung.

[HaWe]

keiner hier mit Erfahrung mit stärkeren Servos, die man zum Austausch gebrauchen kann?

[Ceos]

erfahrugn mit konkreten typen und vor allem diesen leistungsstarken schonmal nicht, aber erfahrung damit dass die meisten servos eine standard größe haben was die halterung angeht, damit man sie leichter tauschen kann

http://micropede.de/shop/doman-s2000md#technical-data

da hast du mal ein paas maße zu deinem servo, jetzt müsstest du halt nach stärkeren suchen mit vergleichbaren maßen ;D

[HaWe]

Die verbauten Servos haben ja nach Google ca. 2Nm Drehmoment (edit, in deinem Link sogar korrekt nach SI und nicht chinesisch verballhornt) - und sie bringen nur gut 1/10 der benötigten Payload.
Bisher habe ich aber noch nicht mal Ersatz-Servos gefunden, die etwa 10-20Nm bringen und überhaupt auch nur ähnlich aussehen, geschweigedenn Infos ob dann die Halterungen, Ritzel, Servohorns und Bohrungen wirklich exakt passen: daher wollte ich mich eher auf jemanden verlassen, der praktische Kenne hat.

[robosapiens]

Hallo HaWe,

also von den Abmessungen her haben die S2000MD Servos nahezu Standardmaße (+/- 1-2mm), somit solltest du diese mit nahezu jedem Standardservo ersetzen können. Sehr günstig sind beispielsweise die MG996R Servos - die haben Metallgetriebe und Digitaltechnik, nur die Wiederholgenauigkeit ist nicht sehr gut, und kann je nach Anwendungsbereich etwas störend sein. Bezüglich des Servohorns und der Borhungen gehe ich davon aus, dass du das ebenfalls anpassen musst. Der Lochabstand der meisten Servohorne ist sehr unterschiedlich.

Wenn du einen güntsigen Roboterarm suchst, dann kann ich dir den AL5D von Lynxmotion empfehlen. Wenn du was mehr ausgeben möchtest ist auch der uArm von UFACTORY definitv eine Überlegung wert.

[HaWe]

hallo,
danke für die Tipps!
zum Lynxmotion finde ich jetzt keine Angaben zum Payload, aber auch der UFACTORY hat leider nur 500g Payload statt knapp 1kg, und er hat dabei keine 6 DOF (Greifer muss sich in 2 Achsen drehen können), daher kommt dieser leider nicht in Frage.

Fiel mir grade ein....: Sicher ist aber auch fraglich, ob der von mir verlinkte Arm mechanisch 1kg tragen kann, ganz abgesehen von der Motorkraft, dennoch "scheint" er ganz stabil zu sein... :-/

[robosapiens]

Der Lynxmotion Roboterarm ist vermutlich auch nicht dafür gedacht so große Lasten zu bewegen ;) In der Standardvariante hat der AL5D nur 4DOF aber ich weiß, dass man am Greifer 1DOF nachrüsten kann - also die Drehung des Greifers. Von der Grundsätzlichen Überlegung her, ist oberhalb des Drehtellers ein HS-755HB Servo verbaut, welches eine Moment von 13,2KG/CM aufnehmen kann. Bei einem ganz kurzen Hebelarm könnten die 1KG vielleicht machbar sein.

Danach kommt meines erachtens nur noch der Robotis Manipulator H, oder ein Universal Roboterarm, aber ich glaube die übersteigen den preislichen Rahmen :D

[HaWe]

Danach kommt meines erachtens nur noch der Robotis Manipulator H, oder ein Universal Roboterarm, aber ich glaube die übersteigen den preislichen Rahmen
o ja, da hast du wohl recht.... ;)

edit: und die Angabe im Hersteller-Angebot

... low-cost manipulator
ist wirklich der Brüller... :p

wenn ich jetzt mal grob pro > 10Nm Ersatz-Servo 300 EUR rechnen würde, käme ich inkl. Roboterarm laut Ebay- Angebot auf insg. ca. 2000 EUR (und hätte dann sogar noch Billigservos übrig ;) ), das wäre schon meine Schmerzgrenze ... und wenn sich solche passenden Servos finden lassen, wäre das daher sicher die beste Lösung, daher meine Frage eingangs.

[robosapiens]

Was spricht denn gegen einen kompletten Neubau? Ich wollte schon immer von BCN3D Technologies den Roboterarm drucken und bauen. Der ist komplett bei Github dokumentiert.

[HaWe]

Im Prinzip spricht nichts dagegen, da hast du vollkommen Recht.
ich selber kann aber nicht 3D drucken, und hier in der Gegend gibts auch niemand, der das erledigen könnte (nächste Großstadt 100km entfernt), aber wie genau wäre dann die Servo-Bestückung mit Preisen für alles Drum und Dran, und v.a.: für 1kg Payload, mechanisch und elektro-motorisch ?

PS, selbst DC-Motoren mit Quadraturencodern wären dann ja sogar eine Option, alternativ zu Servos, müssten dann über einen Arduino Mega ansteuerbar sein, was ja theoretisch ginge...

PPS, 3D Druck heißt ja sicher Plastik, ob das stabil genug ist? der obige von mir verlinkte ist ja zumindest aus Alu, wenn ichs richtig sehe... (Ebay Link manchmal etwas suspekt wegen Passwort-Anfrage!)

- - - Aktualisiert - - -

habs gerade gefunden:

Even using it at 3Amps full step, which is much more than the recommended current of 1Amp is not enough to lift more than 100g.
https://www.bcn3dtechnologies.com/en/bcn3d-moveo-the-future-of-learning/

nein, dann ist der ntl leider auch nicht geeignet.

Wie also wäre eine passende Lösung für ca. 1Kg?

[robosapiens]

Ich würde den BCN3D Arm nicht so schnell verwerfen. Ich habe den schon in Aktion gesehen, und bin fest davon überzeugt, dass er mehr als 100g heben kann. Die beiden Nema23 Motoren hätten auf jeden Fall mehr als genug Kraft, und selbst bei einfach zu druckendem Material mit viel Infill, wie PLA, sollten die mechanischen Komponeten den Kräften standhalten. Als Vergleich:

Diesen Arm habe ich vor vielen Jahren gebaut: https://www.thingiverse.com/thing:591230 im Nachhinein würde ich keinem empfehlen diese Version nachzubauen, weil die Motoren nur mit einer ganz geringen Untersetzung verbaut werden. Ich habe damals diesen Motor verwendet: https://www.omc-stepperonline.com/hybrid-stepper-motor/nema-17-bipolar-18deg-65ncm-92ozin-21a-336v-42x42x60mm-4-wires-17hs24-2104s.html mit welchem der Arm schon einen ganz kleinen Becher mit 150ml Fassungsvolumen heben kann, weswegen ich mir beim BCN3D keine Sorgen machen würde.

[HaWe]

endgültig verwerfen tu ich ihn nicht - vorrausgesetzt, du kannst mir Motoren nennen, die damit das Drehmoment für ca. 1 kg Payload erbringen?
Was sollen das für Motoren sein, wenn per Design nur Motoren mit 1A (insg. ?) verwendet werden sollen, aber selbst bei 3x überdimensionierten Motoren mit 3A nur 100g gehoben werden können?
Dann bräuchte man ja nun wohl eher noch einmal 10x stärkere, also 30A (DREISSIG ?!?) -Motore? Was sollen das für Teile sein, und wer hat damit schon gearbeitet, um sie verlässlich empfehlen zu können? Es muss schließlich schon irgendwo irgendwie dukomentiert sein, dass das dann auch funktioniert und hält!

also: welche Motoren genau hast du dafür im Sinn?

[robosapiens]

Ich verstehe irgendwie noch nicht so ganz wie du auf die 100g kommst, die der Arm nur heben kann? Wenn ich den Arm meiner Meinung nach am kritischsten Punkt betrachte, nämlich den beiden Nema23 Motoren, die den Gesamten Arm + Payload heben müssen, und mir dann den ersten Motor anschaue, den ich finde: https://www.omc-stepperonline.com/hybrid-stepper-motor/nema-23-bipolar-19nm-269ozin-28a-32v-57x57x76mm-4wires-%CF%866mm-shaft-23hs30-2804s1.html dann komm ich theoretisch schon jetzt auf eine viel höheres Gewicht die der Arm heben kann. Der oben angegebene Motor hat ein Haltemoment von 1,9Nm, weswegen ich das Drehmoment auf 1,5Nm schätzen würde. Dieses Moment von zwei Getriebeuntersetzen Motoren sollten problemlos reichen um ein 1kg schweres Objekt zu bewegen. Genau berechnen könnte man es natürlich auch, wenn man genau weiß wie weit der Arm gestreckt werden muss, und mit welchem Verhältniss die Motoren untersetzt werden.

[HaWe]

die 100g stammen aus dem obigen Link, hier hat jemand genau danach gefragt, und geantwortet hat jemand, der den Arm besitzt und getestet hat:
https://www.bcn3dtechnologies.com/en/bcn3d-moveo-the-future-of-learning/
(edit, die 3A scheinen sich tatsächlich auf 1 NEMA 17 stepper zu beziehen)


I just finished mine, so I can tell you: The payload is unfortunately quite low. The reason is that the stepper on the last joint (a NEMA 17) is a bit too weak. Even using it at 3Amps full step, which is much more than the recommended current of 1Amp is not enough to lift more than 100g. I’m considering reworking on the 3D files in order to add a gearbox to this motor, it doesn’t need much speed, what it needs is torque. There is another problem about the design of the rotating arm, (the joint which is just before the one I just mentionned, which has the motor completely enclosed inside the forearm) which could be better. On this joint, I already modified my plastic part to put a bigger motor but it still doesn’t seem to be enough and I’m sometimes missing stepd, without any load. These two parts could be improved. The bottom half of the robot is quite powerful, especially since I’ve put much bigger motors than recommended. I hope the team of Moveo, which did a great job so far already, will investigate into these problems and come up with a better version. But to be fair, they did the biggest part of the job, the tweaking is up to us ��

Ich weiß ntl nicht, ob das der Weisheit letzter Schluss ist, aber ich habe noch keinen Bericht gefunden mit annähernd 1kg oder sogar mehr, die jemand wirklich (nicht nur theoretisch) erreicht hat.

[Klebwax]

Bist du sicher, daß der bei 1kg und voller Auslenkung nicht einfach abbricht, oder sich zumindestens so stark verbiegt, daß eine vernünftige Positionierung nicht möglich ist? Kann man doch leicht mal testen: weit auslenken, Motoren mechanisch blockieren und schauen was passiert, wenn man 1kg ranhängt.

MfG Klebwax

[HaWe]

Bist du sicher, daß der bei 1kg und voller Auslenkung nicht einfach abbricht, oder sich zumindestens so stark verbiegt, daß eine vernünftige Positionierung nicht möglich ist? Kann man doch leicht mal testen: weit auslenken, Motoren mechanisch blockieren und schauen was passiert, wenn man 1kg ranhängt.

MfG Klebwax

ja, genau! wäre ntl super, wenn das Teil schon jemand hat und es testen könnte!

[Klebwax]

ja, genau! wäre ntl super, wenn das Teil schon jemand hat und es testen könnte!

Ach du hast gar keinen? Du weist also gar nicht, wieviel Platz du für die Austauschservos hast und ob der Arm ansonsten für deine Zwecke brauchbar ist?

MfG Klebwax

[HaWe]

Ach du hast gar keinen? Du weist also gar nicht, wieviel Platz du für die Austauschservos hast und ob der Arm ansonsten für deine Zwecke brauchbar ist?


nein, ich suche doch noch so einen stärkeren Arm.

Guck noch mal im TOP, dort ist einer mit Alu-Teilen abgebildet, der hantiert mit 150g bei Standard-Default-Servos. Hiefür hatte ich ca. 6x so starke Servos als Ersatz gesucht, das war meine 1. Idee (Alu wird wohl recht stabil sein).

Die andere Idee stammt nicht von mir, von dem 3D-gedruckten Teil weiß ich sonst gar nichts weiter über Stabilität und mögliche starke Ersatz- Motorisierungen (die Motoren sind ja wohl innen drinnen).

[HaWe]

seltsam, ich hätte gedacht, hier kennt man sich mit Servos aus... auch noch nicht mal im Bremer Hackerspace Robotik-Club?