Vierradantrieb ohne Lenkung???

[zackareli]

Servus!

Ich habe gesehen dass es Roboter gibt (z. B. von Pioneer) die 4 Räder haben, wobei die Achsen starr sind! Das heißt gelenkt/gesteuert wird über die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der 4 Räder.

Hat jemand Erfahrung mit diesem Antriebskonzept? Wie gut funktionert das? Nachteile? Vorteile? Gibt es bestimmte Gesetzmäßigkeiten der Geometrien, die eingehalten werden müssen?

[Manf]

Grundsätzlich ist eine solche Konstruktion schwierig zu lenken.
Es geht ansatzweise auf glatten Boden (bei einem Kettenfahrzeug geht es ja auch in relativ ebenem Gelände).
Die Querbewegung der Räder ist umso gringer je kleiner der Abstand der Achsen ist.
Man findet deshalb auch solche Konstruktionen mit Reifen guter Traktion auf der Hauptantriebsachse und glatten Rädern auf weiteren Achsen.
Manfred

[sulu]

Hi Zackareli,
die vier Reifen steuerung hat den Vorteil der guten traktion (allrad).
Der Nachteil ist das die Reifen in jeder Kurver radieren.Deswegen braucht man stärkekre Motoren

[zackareli]

Danke für die bisherigen Antworten!

Ich soll ein Fahrwerk für einen Roboter bauen! Gewicht wird ca. 20 kg betragen, Höchstgeschwindigkeit soll ca. 15 km/h betragen, wobei wir dabei auch Abstriche machen können.

Das Ding sollte aber möglichst wendig, aber zugleich auch (bedingt) Geländetauglich sein! Eine Einzelradfederung ist ebenso vorgesehen!

Konzept 1 war mit Ketten! Allerdings ist mein Vorgesetzter gegen Ketten und außderdem sind die Ketten die aus Metall (Zinkdruckguss) sind schon verdammt schwer

Konzept 2 war mit Omnidrive! Allerdings scheitern das System an kleineren Hinternissen (relativ hohe Türabsätze, Aufzugeinfahrten, etc.)

Konzept 3 Dreirad mit zwei Angetreibenen Rädern!

Konzept 4 Vierradantrieb mit Lenkung über die Geschwindigkeit der einzelenen Räder!

Das Ganze ist eine relativ aufwendiges Projekt! Antrieb wird vermutlich mit elektronisch-kommutierten MAXON-Motoren mit entsprechender Regelung realisiert!

Generell gefällt meinem Vorgesetzten das Konzept 4 am besten! Die Frage ist nur ob das in unserem Fall wirklich die Leistung bringt die wir uns dabei erhoffen! Ich will nur nicht einen Prototyp für ca. 6000€ oder so bauen und das Teil fährt dann nicht richtig!

Falls ihr also Vorschläge habt für ein Antriebskonzept, dann nur her damit...

[PicNick]

20 kg ist schon ein rechter Büffel für ungelenkte Räder. Schau dir mal an, wie das bei "Radladern" ist. Vielleicht ist das was für dich.

[Manf]

Stell Dir unterschiedliche Bodenbeläge vor wie ein loser Teppich oder die Situation beim Drehen, parallel zu einer Kante stehend, (Bordsteinkante, nur viel flacher) und nimm Version 3.

Manfred

[hl_angel]

Wir haben in unserem Unternehmen ebenfalls eine Konzeptstudie um die 20 kg aufgebaut, allerdings mit 4-Radantrieb UND 4-Radlenkung... braust mit ca 25 km/h übern Asphalt ;-). Gerade bei 20 kg und gelenkten Rädern muss man die meiste Überlegung in die mechanische Konstruktion stecken... sonst gibt's Probleme (die wir in der 1sten Version auch hatten)... kleiner Tip: in der Gewichtsklasse ist es besser nicht über Servos direkt zu lenken, sondern über Schnecken...
hier mal ein Bild vom Auto:
http://www.tttech.com/company/events.htm

[pebisoft]

"Konzept 4 Vierradantrieb mit Lenkung über die Geschwindigkeit der einzelenen Räder!"

sag mal deinen vorgesetzten, er soll sich mal mit der physik und der reibung auseinandersetzen. solche menschen als vorgesetzten hätte ich als vorstand zum teufel gejagt. solche hatte ich früher auch einmal. denen wurde dann schnell die tür(zusammengefaltet konnte man ihn dann unter der tür hindurchschieben) gewiesen. überzeug ihn mal das seine idee nicht geht. wenn er darauf besteht, sag ihm, das er sein scheiss alleine basteln soll.
mfg pebisoft

[fwallenwein]

sag mal deinen vorgesetzten, er soll sich mal mit der physik und der reibung auseinandersetzen. solche menschen als vorgesetzten hätte ich als vorstand zum teufel gejagt. solche hatte ich früher auch einmal. denen wurde dann schnell die tür(zusammengefaltet konnte man ihn dann unter der tür hindurchschieben) gewiesen. überzeug ihn mal das seine idee nicht geht. wenn er darauf besteht, sag ihm, das er sein scheiss alleine basteln soll.
mfg pebisoft

Hey Kollege - mal langsam.
Es kann ja nie falsch sein erst mal kräftig draufzuhauen - oder ?
Mensch, Mensch ! ](*,)

Wenn wir schon den Chef zum Physik Grundkurs schicken, dann könntest Du dich ja gleich mal mit anmelden.

Ich weiss ja nicht was genau die Jungs mit Ihrem Robot anfangen wollen, aber es könnte ja nicht schaden nochmal ueber die Omniwheels nachzudenken.
Die gibt es auch in sehr gross und stabil.
( Google : Heavy Duty Omnywheels )



Allseitenräder
sind Räder, die neben der normalen Drehbewegung auch eine Bewegung längs der Achse durch auf dem Radumfang verteilte Rollen ermöglichen. Um eine stabile Laufrichtung eines Roboters zu gewährleisten sind mindestens 3 dieser Räder für einen Roboter notwendig, idealerweise werden sie im Winkel von 120 grad. angeordnet. Durch eine solche Anordnung lässt sich jede denkbare Fortbewegung, z.B. seitwärts, und auch Bewegungen auf der Stelle effizient und schnell ausführen. Sogar Drehbewegungen lassen sich beim Fahren realisieren.


Siehe https://roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=208


Gruss
Frank

[recycle]

Generell gefällt meinem Vorgesetzten das Konzept 4 am besten! Die Frage ist nur ob das in unserem Fall wirklich die Leistung bringt die wir uns dabei erhoffen! Ich will nur nicht einen Prototyp für ca. 6000€ oder so bauen und das Teil fährt dann nicht richtig!

In dieser Preisklasse lohnt es sich wohl, sich erst mal gründlich über die Vor- und Nachteile der verschiedenen Konzepte zu Informieren und dann die Lösungen die in Frage kommen mit dem Chef auszudiskutieren.

Viele der Nachteile der Vierradlösung mit "Panzersteuerung" existieren bei Kettenfahrzeugen wie Panzern und Raupen auch, werden da aber offensichtlich gerne in Kauf genommen.
Die höhere Reibung wird dabei halt durch entsprechende Motorleistung kompensiert.
Dass 4-Räder mit Panzersteuerung selbst bei relativ grossem Radstand und breiten Reifen funktionieren können , solange die Motoren stark genug sind, kann man an dem Fahrgestell von Luk-AS sehen.



Ich soll ein Fahrwerk für einen Roboter bauen! Gewicht wird ca. 20 kg betragen, Höchstgeschwindigkeit soll ca. 15 km/h betragen, wobei wir dabei auch Abstriche machen können.
Ein 3-rädriges Konzept, das sich prima für einen 5 kg schweren Roboter der durchs Wohnzimmer fährt eignet, muss nicht zwangsläufig auch für einen 20kg schweren Roboter der mit 15 km/h durch Gelände fahren soll ideal sein.
Wenn bei 15km/h ein Schlagloch kommt, kippt ein 3-Rad in der Regel eher um als ein 4-Rad.
Wenn ausreichen Motorleistung für 15km/h da ist, müsste sich auch einiges an Quer-Reibung die beim Lenken auftritt überwinden lassen.

Über Durchmesser und Reifenbreite, Art der Reifen, Radstand, Achsbreite usw. lässt sich auch bei einem Vierradantrieb mit Panzersteuerung einiges variieren.

Ich würde deinem Chef eine Liste mit Vor- und Nachteilen der einzelnen Konzepte erstellen und vorlegen und das mit ihm durchdiskutieren.
Wenn du ihn vorher über eventuelle Nachteile und Probleme informiert hast und er trotzdem auf 4 Räder besteht, wird er dir nicht den Kopf abreissen.
Wenn er aber davon träumt, dass sein 6000€ Spielzeug mit brachialer Gewalt übern Acker pflügt und du setzt ihm dann ungefragt ein Dreirad vor, dass sich zwar auf glattem Wohnzimmerboden elegant zwischen den Stuhlbeinen durchschlängelt, aber draussen bei der kleinsten Unebenheit umkippt, wirst du ihn kaum begeistern können.

[Drag0n]

Wie wärs mit vier angetriebenen Rädern die alle gelenkt sind?

[recycle]

Wie wärs mit vier angetriebenen Rädern die alle gelenkt sind?

Darunter stelle ich mir erst mal vor, dass alle Räder unabhängig voneinander gelenkt werden können und das klingt für mich dann ein bischen nach Maximierung des Aufwands bei gleichzeitiger Minimierung der Vorteile ;-)

Sinn macht es glaube ich nur, wenn die Räder an jeweils einer Achse parallel glenkt werden, wie z.B. beim Auto. Wenn das dann mit beiden Achsen möglich ist (was vermutlich auch gemeint war), erhöht das die Wendigkeit.
In zackerelis Liste kam aber schon die Lenkung einer Achse nicht vor, da vermute ich, dass ihn der doppelte Aufwand für die Lenkung von 2 Achsen erst recht nicht begeistern kann.
Für einen Roboter ist es immer vorteilhaft, wenn er sich halbwegs sauber auf der Stelle drehen kann. Im Gegensatz zur Lenkung an einer Achse könnte das bei der Lenkungk an beiden Achsen möglich sein.
Ausserdem kämen bei der doppelten Lenkung auch noch andere interessante Optionen ins spiel, z.B. schräg auf ein Ziel zufahren, bzw. vor einem Hindernis ausweichen.

Ich habe öfter schon mal mit dem Gedanken gespielt mal mit dieser Variante der Lenkung herumzuexperimentieren. Die aufwendige Mechanik hat mich aber bisher immer davon abgehalten.

[Drag0n]

Jedenfalls finde ich eine Panzersteuerung mit Rädern nicht sehr prickelnd. Das ist ungenau, energieaufwendig und wenn man mit einem 10 kg-Bot sowas macht braucht man schon gute Reifen oder einen sehr kleinen Radstand...

Man sollte sich bei der Größe wohl besser an normale Fahrzeugtechnik halten, wobei eine Lenkung nicht sehr aufwendig ist, solange sie nicht auch noch gefedert sein soll.. Eine 90°-Lenkung erfordert den Komponenten schon etwas mehr ab aber ist mechanisch kein Problem. Man braucht ja im Prinzip nur eine Schubstange. Nur muss man sicherstellen, dass die Räder zur richtigen Richtung zurückgedreht werden wenn man die 90° komplett erreichen sollte (Feder..). Und natürlich meinte ich eine Lenkung pro Achse. Jedes Rad einzeln wäre eher nicht so sinnvoll.

[zackareli]

Servus!

Danke erst mal für die vielen verschiedenen Antworten!
Habe jetzt die ganzen möglichen Konzepte zusammen gestellt. Welches Konzept sich jetzt durchsetzt wird in der kommenden Woche (vielleicht auch erst eine darauf) entschieden.

Habe (noch bevor Recycle den Vorschlag geäußert hat - Danke für den Vorschlag) eine Zusammenstellung geschrieben zu den einzelnen Konzepten mit Bewertung. Diese habe im PDF-Format mal beigefügt!

Ciao
Zackaréli

[cavegn]

hi,

ich glaub du hast noch n fehler drin auf seite 9 (lenkbare achsen):

Geländetauglichkeit: ●●● / ●●● sehr schlecht

obwohl im text darüber geschrieben ist, dass die geländetauglichkeit gut bis sehr gut ist.

ist aber ne saubere zusammenstellung :-)

cu

chris

[Robotronix]

viele Bau-Fahrzeuge (Radlader etc) haben 4 angetriebene und ungelenkte Rader. die Lenkung wird dann durch 'knicken' des Fahrwerks erzeugt
(Bei besagten Baumaschinen allerding hydraulisch bewegt).
Aber wenn man die Geschwindigkeit jedes Rades (elektronisch) entstprechend steuert müste bei einem solchen Fahrwerk doch auch ohne Lenk(Kraft)antrieb eine gesteuerte Kurvenfahrt möglich sein.
hat das schon mal jemand versucht?

[zackareli]

@Robotronix

Was du meinst ist eine Knicklenkung! Die fällt aber raus, da ich keine Hydraulik bzw. auch keine Pneumatik an Bord habe. Steuerung über Servo etc. wäre möglich, allerdings soll in die Mitte des Roboters eine Art Schacht reinkommen, der verschiedene Module aufnehmen kann bzw. auch Lasten. Somit habe ich keinen Platz für eine Knicklenkung.

Das mit der Ansteuerung von jedem einzelnen Rad stimmt soweit... (siehe http://www.lynxmotion.com/Category.aspx?CategoryID=57)
Allerdings wird es problematisch umso größer und schwerer der Roboter wird... Für die Funktion ist maßgeblich entscheidend welche Räder man einsetzt und welcher Untergrund gegeben ist.

Kurz: Funktionieren tut's schon irgendwie... nur ob das die richtige Antriebsart für mein Problem ist, ist eine andere Frage...

@cavegn

Danke für den Hinweis... Fehler wurde behoben!

[Manf]

Schön, dass es zusammengestellt wurde. Zur Kontrolle habe ich noch mal ein Gesamtbild gemacht an dem die Beurteilung noch mal im Sinn des Wortes "quer"-gecheckt werden kann.

Es wird schon nötig sein wenn man vergleicht welche Beurteilung als gleichwertig angenommen wurden. Die Geländegängigkeit des 3 Rades wurde meiner Meinung nach zu schwach eingeschätzt. Vielleicht hilft es, sich hierfür weiter Beispiele anzusehen. Schwächer als der starre 4 Rad Antrieb sollte es nicht sein, der gelenkte 4 Rad Antrieb dagegen sollte besser sein.
Manfred


https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=629
Für Korrekturen:

[ELECTRIC]

1. Super zusammenfassung

2. gibt es irgenwo einen Konstruktionsplan für 4WD und zwei rad lenkung??

Danke Tobias

[Blackbird]

Ja, im Verlag Technik und Handwerk (www.vth.de) in der Modellbau-"Abteilung" unter Baupläne für RC-Cars/Trucks.
Einzelradaufhängung war auch gewünscht?

Blackbird