Planung von Robotern

[skullmonkee]

Hallo liebe Community,

vor ein paar Monaten habe ich angefangen, mich in CAD-Programme einzuarbeiten. Jetzt habe ich einiges an Erfahrungen gesammelt und auch schon einige mechanische Teile (zB. Räder, Turbinen etc.) designed, um Erfahrungen zu sammeln.
Davor habe ich auch schon einige Roboter mithilfe von Tutorials nachgebaut, allerdings nur mit Holz. Dadurch dass ich einen 3D-Drucker besitze, wollte ich mich nun mithilfe von inventor oder solidworks einen Roboter komplett von Grund auf bauen.
Das einzige was mir bei der Modellierung von selbstgestalteten Teilen schwer fällt, ist die richtige Bemaßung der Teile.
Meine Frage ist jetzt: Wie kann ich einen Roboter komplett selbst designen? Also wie bestimme ich am besten das Layout der Teile, wie bestimme ich die Maße der skizzierten Elemente und was muss ich im Vorfeld beachten, wenn ich einen Roboter bauen möchte?
Ich habe mir auch überlegt, ob es nicht vielleicht sinnvoll wäre, ein Prototypenmodell aus Holz zu bauen, sodass man dann die Teile direkt dort verbauen kann und dann abmessen kann?

[i_make_it]

Was Du machen möchtest nennt sich konstruieren (Konstruktionslehre).

Es gibt erst mal äußere Kräfte die auftreten und denen das zu konstruiernede System standhalten muß.
Dann hat das System eine (oder mehrere) Funktion(en) die es erfüllen soll.
Wenn es ein Roboter sein soll, der nur rumfahren können soll, dann plant man mit welchen Rädern (Durchmesser) es wie schnell fahren können soll und welche Beschleunigung es schaffen soll. Damit kann man einen Motor festlegen und den Motortreiber sowie die notwendige Batterie.
Das Ganze hat eine Masse und wiegt also was. Auch unterliegt es der Massenträgheit. Daraus ergeben sich Kräfte die auf die Motorhalterung, das Fahrwerk, das Chassis etc. wirken. Dann hat der Werkstoff eine bestimmte Festigkeit (bei 3D-Druck , quer zur Lage hoch und von Lage zu Lage niedrig) Diese Festigkeit bestimmt die Dimensionierung der Bauteile.
Je kleiner so ein Roboter ist um so unwichtiger und vernachlässigbarer wird die Konstruktion. Je größer und schwere, um so wichtiger wird der Part.
Es hängt also davon ab was Du bauen willst, was es alles können soll und wie groß und schwer es wird, ob du einfach über den Daumen peilen kannst oder richtig konstruieren musst.
Eine pauschale Antwort ist also nicht möglich.

Ein Modell ist hilfreich, wenn es Zeit und Kosten spart um festzustellen ob etwas so machbar ist wie Du es Dir vorstellst.
Der Werkstoff ist egal. Wenn es um ein Lichtprofil geht (also ob sich mehrere Beuteile räumlich ins Gehege kommen) geht auch Styropor oder ein Topfschwamm. Für eine Verkleidung kann man auch Papier nehmen und das mit einem Kunsstoff wie Epoxidharz lakieren damit es hällt.
Soll das Modell eine Festigkeit oder Leistung im Verhältinss zum Orginal simulieren wählt man Werkstoffe die bei diesen Parametern passend sind.
Das ist wirklich von Fall zu Fall unterschiedlich.
Es zählt halt nur das Ergebniss/Resultat.

[skullmonkee]

Danke! Konstruktionstechnik war das Wort was ich gesucht habe!
Gibt es in dem Bereich irgendwelche empfehlenswerte Fachliteratur oder andere Quellen, wo man sich mehr über das Thema informieren könnte?

[Andree-HB]

Die Suche "Konstruktionslehre" gibt Dir Unmengen an relevanten Links!

[i_make_it]

Erst mal gibt es die grundlegenden Normen:
VDI 2221 - Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technischer Systeme und Produkte
VDI 2222 - Konstruktionsmethodik

Dort kann man Leitlinien für das Vorgehen entnehmen.
http://www.optimus-spitzencluster.de...ellnachvdi.pdf
Bei der Konstruktionsmethodik haben sich mittlerweile verschiedene "Schulen" an verschiedenen Universitäten ausgeprägt.
Je nach Quelle kann man also verschiedene Schwerpunkte und Ansichten finden (unter anderem auch zu planed Obsoleszenz).

In den 1990ern waren Roloff/Matek DIE Bücher (heute im deutschen wohl auch noch wenn man in Amazon nachsieht).
Maschinenelemente und Formelsammlung als wichtigstes.
Als Basis dazu halt die Physik (Mechanik, Thermodynamik) und Werkstoffkunde (Chemie, Werkstofftechnologie, physikalische Eigenschaften).
Dank Internet und Google, kann man sich heute auch vor einem Buchkauf schon recht tief einarbeiten und ggf. sogar auf ein Buch verzichten wenn man keine größeren oder komplexen Berechnungen benötigt. Sehr viele einfache Berechnungen kann man bereits durchführen mit dem was man in der Schule in Physik gelernt hat.

[White_Fox]

Vor der Konstruktion steht eigentlich die Konzeption. Die sehe ich bei dir noch nicht.

Mach dir doch erst mal Gedanken darüber was dein Roboter können soll. Einfach nur herumfahren...soll er noch was greifen können? Gelände? Einfache Räder oder gar Kettenantrieb?
Oder ist der Roboter gar schietegal, und eigentlich willst du dich lieber in deinem CAD austoben? Dann vielleicht einfach nur ein Standmodell?