Dafür fängst du am besten ganz vorne zu rechnen an und arbeitest dich bis zur Schulter durch.
Nehmen wir 3 Gelenke an, Handgelenk, Ellbogengelenk, Schultergelenk. Weiters nehmen wir an, dass alle Gelenke voll durchgestreckt werden können. Ob Kopfüber oder Normal montiert wird, bleibt dabei egal. Ich nehme an, dass die Hand 30cm lang ist, der Unterarm 30cm lang ist und der Oberarm 30cm lang ist. Weiters nehmen wir an, dass wir 100g heben wollen.
Fangen wir mit der Hand an.
Der ganze Arm ist voll durchgestreckt. Vorne, auf der Handspitze liegen deine 100g. Die Erzeugen dank Gravitation ca. 1N - multipliziert mit deiner Hebellänge 30cm ergibt das 0,3Nm.
Nun der Ellenbogen.
Gleiche Ausgangslage. Alles gestreckt. Der Ellenbogen muss 100g mit einem Hebel von 60cm bewegen. Also benötigt der schon 0,6Nm. Natürlich fehlt die Masse der Hand selbst und des Antriebs der Hand. Hier musst du den Masseschwerpunkt deiner Konstruktion bestimmen und kannst die dafür nötige Kraft ebenfalls berechnen. Die beiden Werte sind dann zu addieren.
Nun zur Schulter - die benötigt die größte Kraft. 100g mit einem Hebel von 90cm ergeben 0,9Nm. Dazu eben noch die Masse der gesamten Armkonstruktion. Auch hier gilt wieder, Masseschwerpunkt bestimmen, Kraft berechnen und wieder Addieren.
Natürlich ist nun die Masseschwerpunktbestimmung nicht ganz einfach wenn man noch keine genaue Vorstellung hat wie Antriebe aussehen, wo diese positioniert sind, die Materialien des Arms, etc.
Da muss man dann eventuell einfach Annahmen treffen und etwas Reserven vorsehen oder schon vorab sehr genau Konstruieren.
lg
Alex
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