Ideen gesucht: Antrieb Audi RSQ (zum "rumspinnen")

**Majuz** · 18.05.2009, 14:12

Hallo zusammen

Sorry, wird etwas länger

Mir geistert schon seit einigen Jahren die Idee im Kopf herum den Audi RSQ (bekannt aus dem Film "I Robot" mit Will Smith) als Modellauto nachzubauen. Wem das gerade nichts sagt: Google Bildersuche "RSQ"

Das ganze scheiterte bisher am Prinzip des Autos: Es fährt auf Kugeln! Das ist es aber auch, was den Reiz an der ganzen Geschichte ausmacht.
Die Möglichkeiten wären vielfältig z.B.:
- "normal" fahren wie jedes andere Auto auch
- Auf der Stelle drehen
- Seitlich fahren
- während dem Fahren das Auto drehen, aber die Richtung beibehalten

Natürlich könnte man das mit Rädern lösen, die 360° Drehbar sind, aber das ist ja nicht Sinn der Sache. Wennn dann richtig

Ich habe mir natürlich auch schon zum mechanischen Aufbau Gedanken gemacht und diese in einer provisorischen Zeichnung (mit WORD!) dargestellt. Siehe Anhang.

Die vier "Antriebskugeln" werden von je zwei Rollen angetrieben die 90° versetzt sind (Anordnung siehe Anhang). Insgesamt bräuchte man dann 3 Motoren. Zur Lagerung könnte man über der Kugel eine Kugelrolle anbringen, die leicht aus der Mitte versetzt ist, damit das Eigengewicht des Autos die Kugel an die Antriebsrollen drückt.

Überlegungen zur Steuerung:
4-Kanal RC-Fernbedienung
Auswertung und ansteuerung der 3 Motoren über µController.
linker Knüppel vor/zurück: in Hauptrichtung fahren
rechter Knüppel rechts/links: Lenken wie bei normalem Auto (Vordere Kugeln bekommen zusätzlich rechts- /linksdrall)
linker Knüppel links/rechts: seitlich fahren
rechter Knüppel vor/zurück: auf der Stelle drehen

Dabei ergeben sich meiner Meinung nach einige Probleme:

1. Das Kugelmaterial. Das muss Grip haben, darf aber nicht zu weich sein, sonst drückt sich die Kugelrolle ein. Es gibt Spielbälle aus Vollgummi für Hunde mit bis zu 85mm durchmesser. Ich schätze allerdings mal, dass diese zu weich sind. Evtl könnte man auch eine Holzkugel mit einem Luftballon beziehen, das ist aber dann nicht so 100%ig rund.

2. Die Kugellagerung. wenn man sich ein Bild des RSQ anschaut wird man feststellen, dass über der Kugel nicht wirkich viel Platz vorhanden ist, um die Kugel zu lagern. Die Kugelrollen sind fast schon zu hoch. Evtl könnte man auch die Lagerung die in einer Kugelrolle ist (viele noch kleinere Kugeln) nachbauen. Ist aber technisch als Hobbyprojekt sehr schwer zu realisieren

3. Dreck! Wenn das Auto durch Staub oder Dreck fährt werden wohl die Antriebsrollen und Kugelrollen sehr schnell verdrecken. Selbst wenn man nur in der Wohnung fahren würde käme das wohl mit der Zeit so.

4. Wenn das Auto über ein Schlagloch fährt und eine Kugel "runterfällt" wird diese zwar von der Gundplatte gehalten, aber dadurch abgebremst. Dann müssten unten nochmals Kugelrollen hin, damit die Kugel sich weiterdrehen kann.

Wahrscheinlich bestehen noch viele weitere Probleme, die ich momentan noch garnicht sehe. Wem fällt noch eines ein?

Ich hab eigentlich garkeine Zeit das zu bauen, aber es geistert mir schon so lange im Kopf rum, dass ich das jetzt mal schreiben musste.

Da sich dieses Antriebskonzept auch für sonstige Roboter bestens eignet hat vielleicht ja auch jemand von euch Lust sich daran zu versuchen?!

Ich hoffe auf eine angeregte Diskussion!

Gruß
Marius

**Crazy Harry** · 18.05.2009, 15:12

Ob das funktioniert weiß ich nicht, aber wenn die Kugeln präzise auf den Antriebsrollen aufliegen und somit nicht weiter nach oben können, könnte man sie doch mit Unterdruck nach oben saugen oder mit einem Magnet oben halten. Per Unterdruck: ein Rohr, daß wenige 1/10mm über der Kugel endet.

**Majuz** · 18.05.2009, 17:48

Es geht dabei ja aber genau um das entgegengesetzte Problem. Man müsste dann mit Überdruck arbeiten und das Auto auf den Kugeln schweben lassen. Ist aber meiner Meinung nach viel schwerer zu realisieren. Höchstens das "Schlaglochproblem" (Nr. 4) könnte man damit lösen, aber das müsste dann zusätlich zu den Kugelrollen angebracht werden.

**MadMage** · 20.05.2009, 10:13

Das Prinzip dürfte funktionieren, sieht man ja an jeder Kugelmaus. ein gewisser Schlupf ist dann allerdings immer vorhanden.

Jetzt zu deinen Problemen soweit mir was dazu einfällt:

1. bei Kugelmäusen scheint es mit gummierten Metallkugeln gelöst zu sein, die sind mE aber für einen Antrieb zu schwer, ein griffiger Gummiball dürfte hier taugen

3. wird sich nicht vermeiden lassen, gelegentliches Putzen ist angesagt

4. wenn du den "Radkasten" mit einer Abdeckung nach unten hin versiehst, deren Öffnung kleiner ist als die Kugel verlierst du deine Kugel nicht

So, und jetzt der lange text zu 2.: die Kugellagerung kann man nicht mit einer Kugelmaus vergleichen, da diese ja ihr Gewicht nicht auf der Kugel abstützt. Hier finde ich Majuz Vorschlag interessant, statt einer Kugellagerung an der Oberseite ein Luftkissen zwischen der Lagerung der Kugel bei Stillstand (= Notbremseinrichtung) und der Kugel selbst dürfte den geringsten Platz benötigen.

Mir fällt noch ein weitere Problem ein:
Vermutlich brauchst du auch noch eine Vorrichtung, die das Rad an deine Antriebsräder presst.

mfg
mad

**HannoHupmann** · 20.05.2009, 10:56

Die Idee der alten Kugelmäuse würde ich invertieren. D.h. statt der Abnehmer für die Position zwei Motoren vorsehen und eine weitere Laufrolle dazu. Damit müsste es gehen.

Vermutlich funktioniert es aber nur gut, wenn das Auto nicht zu schwer wird, auch mit Gummiwalzen würde ich arbeiten auch wenn man nun zweimal das Problem mit dem Grip hat (Kraft von Motor auf Kugel und von Kugel auf Boden). Geht es nur um die Optik oder geht es um das Prinzip dahinter? Ansonsten wären andere Räder besser geeignet mit denen könnte man auch schräg/quer fahren.

**thewulf00** · 20.05.2009, 11:05

Hallo!

Interessante Ideen.
Ich sehe die Hauptproblematik im Lagern der Kugel (nicht zuviel Druck auf die Halterung ausüben, aber trotzdem fest sitzen) und dem Antreiben, da meines Erachtens der Druck, der nötig ist, um die Kugeln bei einem gewissen Gewicht des Autos noch anzutreiben, zu hoch für den 90° versetzten Antrieb ist. Einerseits brauchst Du dort Druck für die Kraftübertragung, andrerseits solltest Du Druck vermeiden, um Deine 90° versetzte Antriebsrolle nicht zu behindern.

Die Idee mit den Kugelmäusen ist gut. Das Hauptproblem wurde ja schon geschildert: Kugelmäuse messen nur den Weg, ohne jeden Druck. Da sind die "Messrollen" extra so aufgehängt, dass sie Schlupf bieten, damit die andere Rollrichtung einfach an ihnen vorüberzieht.

**Majuz** · 20.05.2009, 14:52

Hallo zusammen

@MadMage:
Danke für deine Anregungen.
Die Antriebsräder müssen genau auf der Höhe des Kugelmittelpunktes um 90° versetzt angreifen, um so wenig Schlupf wie möglich zu haben. Eine andere Möglichkeit wäre über der Kugel ein um 360° drehbares Rad anzubringen. Dann könnte man ja aber das Rad direkt auf den Boden stellen. Bräuchte man keine Kugeln -> Witzlos

Ich glaube Problem 4 wurde nicht so ganz klar was ich da meine. Anderer Erklärungsversuch: Wenn das Auto über einen kleinen "Hubbel" fährt und kurzzeitig abhebt fällt die Kugel nach unten. Rausfallen kann sie nicht, wenn wie du richtig erkannt hast ist das Loch in der Bodenplatte kleiner. Jedoch wird sie dabei abgebremst, so dass sie stillsteht. Dann bekommt die Kugel wieder Bodenkontakt und wird Ruckartig wieder beschleunigt -> starker Abrieb + Schlag auf die Mechanik

So wie ich es mir gedacht habe wird die Kugel durch das Gewicht des Fahrzeuges gegen die Antriebsräder gepresst. Dies geschieht, weil die Kugelrolle nicht genau über dem Kugelmittelpunkt steht (siehe Bilder)

@HannoHupmann:
Genau so habe ich es mir gedacht. Aber was meinst du damit?

... und eine weitere Laufrolle dazu

Wo soll da noch eine Laufrolle hin?

@thewulf00:
Ja, ich glaub auch, dass dort die Hauptprobleme sitzen. So wie ich es bisher übelegt habe könnte man den Anpressdruck leicht durch versetzen der Kugelrolle ändern.

@all:
Hat jemand eine andere Idee wie man die Kugeln antreiben und lagern könnte?
Gibt es vielleicht auch eine Möglichkeit eine Federung einzubauen?

**MadMage** · 20.05.2009, 15:54

Stimmt, die Kugel wird abgebremst wenn sie den Bodenkontakt verliert. Allerdings zeigt sich hier der Vorteil, wenn man schlupf zu den Antriebsrädern hat, der einen Schlag auf die Mechanik entsprechend verhindert

Ich bezweifle aber, ob die schräg versetzte Kugelrolle so gut funktioniert, wenn zuviel Haftung da ist, könnte s zu einem Flattern der Kugel führen wenn das Antriebsrad zu stark nach unten beschleunigen soll und sie somit aus der Halterung drückt.

Kugelmäuse verwenden ein einfaches Plastik-Gleitlager oben, die beiden um 90° versetzten Sensorwellen und ein Rad zum Anpressen, das zu den beiden Sensorwellen um 135° versetzt ebenfalls auf höhe der Kugelmitte liegt. Diese Anordnung dürfte die einfachste sein, nur der Ersatz des Gleitlagers ist zwingend nötig.

Wenn man die Antriebsrollen unterhalb der Kugelmitte montiert könnte man diese aber gleichzeitig als Schutz vor dem herausfallen nutzen, nur die optimale Position der Anpressrolle ist mir da noch nicht ganz klar - in einer Ebene mit den Antriebsrollen besteht die Gefahr des Herausfallens, positioniert man es darunter wird das Rad uU nach oben gedrückt....

nachdenklicherweise
mad

**ranke** · 20.05.2009, 16:21

Wenn man zum Antrieb gleich einen Kugelmotor verwendet, wie hier veröffentlicht?
http://www.iem.rwth-aachen.de/upload...r_isom2002.pdf
Die ungefederte Masse wird sich dann allerdings um die Masse des Stators vergrößern, der Luftspalt sollte ja einigermaßen konstant bleiben.