Servierrobot auf Schienen Fahrtziel über Schiene o. Funk

[buehler2000]

Projektbeschreibung: [flash width=100 height=100](Bitte Fragen am Ende beachten!)[/flash]

Basierend auf der Gartenbahnspurbreite und Schienen und Antrieb aus diesem System sollen mehrere Lieferzüge autonom und mit eigener Intelligenz auf einem einspurigen Gleis hinfahren, nach der Entladung zur Endstation und dort über einen kleinen Aufzug auf ein darunter befindlichen zweite Einspurschiene zurückfahren um an der Startstation wieder auf die Ladeebene gehoben zu werden. Digitalbahntechnik kommt nicht in Frage weil jeder Zug nur den Befehl einen bestimmten Tisch anzufahren. Die Position soll über das zählen der Schwellen erreicht werden.


Die Bahn fährt von einem Kopfbahnhof (Thekenbereich) zu einem anderen
Kopfbahnhof (Küche)mit einer Vielzahl von Zwischenbahnhöfen (Tischen)

Die Anwahl des Tisches soll vom PC und als Backup von einem Tastenstellpult
erfolgen (eine Taste pro Tisch).
Züge stehen im Thekenbereich einer wird manuell beladen und der Zieltisch manuell über ein Tastenstellpult oder über den Computer eingegeben (dokumentiertes API für Windows oder Windows erforderlich, da Integration in Restaurantmanagementsoftware geplant). Der Zug setzt sich umgehend und mit maximaler Geschwindigkeit (begrenzte Beschleunigung da nicht verschüttet werden soll) und verzögert sanft bis zum Erreichen des Tisches (thema Verzögerungsteuerung). Der Zug hat ein Länge von 50 cm. Die gesamte Bahn läuft in einem Plexiglastunnel (Vorschrift Lebensmittelaufsicht – Spuckschutz) nun muss eine 52 cm breite Schiebetür im Plexiglastunnel an dem angefahrenen Tisch geöffnet werden (Zug steuert Türe) . Die Türen werden mit modifizierten motorbetriebenen Weichenstellern mit Endabschaltung realisiert) und der Wagen verriegelt sich stationär damit die Ladefläche zum Entladen herausgefahren werden kann (4 Servogesteuerte Sonderfunktionen im Zug, Ausfahren der Servierplatform 1 sec, nach Start der Verriegelung). Die Verriegelung geschieht mechanisch. Nach der Entladung muss der Wagen die Ladefläche zurückfahren, die Verriegelung lösen und einen Wagen vorfahren, sofern dieser auch beladen ist. Nach Abschluss des Entladevorganges (IR Schranke oder Gewichtssensor) muss der Tunnel wieder verschlossen werden und der leere Zug schnellstmöglich zur Theke zurückfahren. Es ist also notwendig das jeder Zug abhängig vom Beladungszustand die Tunneltüren steuert. Bis zur Rückkehr des Zuges soll kein Bedienereingriff nötig sein.

2.In einer weiteren Ausbaustufe sollen zwei Züge auf einem Gleis agieren können. Dann muss das jeweilige Fahrziel dem Zug, das sich gerade auf dem Beladungsgleis befindet beigebracht werden und beide Züge müssen Rücksicht auf den jeweils anderen nehmen (Sharp Abstandsmesssensor). Dies bedeutet das Zug 2 nur Tische zwischen Theke und dem momentanen Halt von Zug 1 anfahren kann, bzw. Zug 1 nach dem Entladen zunächst bis zur Ausweichstelle fährt und wartet bis Zug 2 vorbeigefahren ist, und danach zur Theke zurückfährt. Über ein Drahtloses Bedienelement soll ein leerer Zug zu einem Tisch gerufen werden können, der dann den Abwasch zur Küche bringt. Da wird es dann schon richtig kompliziert.
3.Zur Sicherheit sollte jeder Zug mit einem Nothalt, Alarmmeldung an der Theke und Rückfahrt beim Auftauchen eines Hindernisses reagieren (Falls im Tunnel mal Ladung verloren geht).

Die Endladebreite (Bahnsteig) hat immer nur die Länge eines Wagons,
d.h. wenn der erste Wagon für den Tisch entladen ist, muss der Zug um
einen Wagon vorziehen und wenn leer automatisch zurück zur Theke.
Für das Signal "Wagen entladen" soll ein Signal pro Wagen and den
Computer oder auf einem Display angezeigt werden. (Biderektionale übertragung)

Beim Wagen ist noch zu berücksichtigen das Servos angesteuert werden
müssen (Abstützung beim Entladen).

Eine Gabellichtschranke detektiert dabei die Anzahl der Schwellen, die Überfahren werden. wenn zusätzlich für jeden Wagen im Zug eine Länge im Computer hinterlegt wird.

Rückfahrschiene unter der Lieferschiene installiert, Transport über elektrischen Scherenwagenheber.

Schiebetürsteuerung erfolgt automatisch: Sonderfunktion des Prozessors schaltet einen Magnet an der Wagenseite, der Reedkontakt auf der Gegenseite schaltet einen Motor aus Weichensteller mit Zahnstange oder Servo falls Klappentür. Der Endschalter der Türe betätigt Magnet, der Reedkontakt am Wagenboden aktiviert Ausschwenken der Platform. Lichtschranke des Wagons stellt Entleerung fest und fährt Schwenkboden ein, wenn eingefahren startet Zug zur weiterfahrt und wird Türe geschlossen.

Fragen:
Kann ich mit I2C Bus Daten über die Geleise bidirektional übertragen oder mindestens in Richtung zum Zug bei 24V Spannung?

Welcher Prozessor/ welches Board? Es müssen ein Antrieb mit 24V und ca 4A sowie mehrere Magneten und Servos gesteuert werden. Die Positionsermittlung und Fahrregelung soll mit einer Reflexlichtschranke durch Zählen der Schwellen erfolgen. Der Abstand zu vorausfahrenden Zügen soll durch Abstandssensor sichergestellt werden. Der Fahrplan soll bei Start von PC als Befehl übertragen werden. Ausserdem muss der Ladezustand des Tabletts und der Motor der Linearschwenkvorrichtung gesteuert werden.

[HannoHupmann]

I2C Bus unterstützt nur 112 Clients etwa, ich weis nicht ob es bei dir Sinn macht abgesehen davon ist I2C ein Nachbereichsbus. D.h. für eine Flächeausdehung von mehr als 2 Metern ist er nicht mehr geeignet. Abgesehen davon ist I2C nur für einen störungsarmen Anwendungsbereich geeignet und bei langen Kabelstrecken werden Störungen immer wahrscheinlicher.
Ich würde in diesem Falle ein anderes Bus System wählen. Vielleicht sollte das ganze Problem wirklich mehr wie eine elektrische Eisenbahn mit Computersteuerung verstanden werden.
Insgesammt ein sehr interessantes Projekt und sicher auch faszinierend in der Umsetzung aber auch viel Arbeit, wenn es wirklich am Ende funktionieren soll.

[buehler2000]

vielen Dank, dann nehme ich wohl am besten eine RN Board mit Funk als Grundlage

[mafa]

Hi
Ich wünsch dir viel erfolg bei deinem Projekt, ich weiß ja nicht wo du wohnst, aber in diesem Restaurant würde ich auch mal gern essen

mfg
mafa

[steveLB]

dito , würd dort auch gern essen wenn das mal fertig ist, wieviel Zeit hast du für die Realisierung ?

[buehler2000]

Werde die Fortschritte hier posten.

Es giebt bereits den Antriebsblock von USTrains mit 2 Motoren (fest gekoppelt), Ein Tablett 30x50 cm mit Glasboden und Edelstahlrand auf Linearlagern von Franke (Alu), 2 starke Elektromagneten womit das Teil auf der Scheine gehalten wird wenn das Tablett ausgefahren ist. Ich hab mich für das RN Funk Board für die Steuerung entschieden. Für das Schwellzählen werde ich CNY70 und einen Sharpsensor testen. Die Abstandsmessung erfolgt mit Sharp Abstandssensor. Bin mal gespannt ob der Antrieb 10 kg Nutzlast + min. 10 kg Eigengewicht schafft.

[HannoHupmann]

@buehler, ich will dir nicht reinreden aber ich fürchte man kann was du planst sehr viel einfach noch umsetzten. Es gibt für die Industrie bereits sehr gute Schinensysteme mit Einzelwägen. Auf der Automatika 2006 hab ich ein System bewundert welches ein Einschinensystem mit etwa 10 kleinen Wägelchen waren. Über ein Touchscreen konnte man sich Cocktails bestellen und diese wurden von den Wägelchen direkt an den Platz gebracht. Die Abzweigungen wurden dabei mit umklappen von Schinenelementen realisiert. War ein sehr pfiffiges System.
Es müsste für deine Zwecke nur mit einem auffahrbaren Tablett versehen werden.