Servus liebe Roboternetz Community,

ich bin gerade dabei für die Masterarbeit an einer Hochschule einen Roboterarm für einen mittelgroßen Rover zu konstruieren und tue mir gerade etwas schwer bei der Auswahl geeigneter Antriebe. Es gibt dazu bereits einen ähnlichen Thread an dem ich mich schon mal grob orientiert habe:

https://www.roboternetz.de/community...3%BCr-Greifarm

Dennoch wollte ich jetzt mal meine eigenen Parameter mit einbringen und fragen ob meine Überlegungen sinnvoll sind oder nicht. Zur Aufgabenstellung: Klassischer Knickarmroboter mit drei Gelenken (Schulter, Ellbogen, Handgelenk), steht auf einer Drehplatte und nach dem Handgelenk würde ich gern noch einen weiteren Motor anbringen, der quasi eine Rotation des Greifers vorne ermöglich. Anbei mal eine grobe Skizze:

Anhang 35637

Der Roboterarm soll bei einer Länge von circa 74 Zentimetern ein Gewicht von max. 1kg heben, wobei der Arm an sich circa 1,5 kg wiegt. Wenn ich noch 500g Zusatzgewicht für die Elektromotoren kalkuliere, dann komme ich circa auf folgende Momentenverteilung:

Anhang 35638

Also Schulter 22 Nm, Ellbogen 10 Nm und Handgelenk 2 Nm.

Bei den Motoren gibt es jetzt die Frage ob Schrittmotor oder Servomotor. Ich habe ein paar Seiten im Internet durchforstet die eher zum Schrittmotor tendieren, finde aber keinen der die Drehmomente liefert die ich brauche zu vernünftigen Rahmenbedingungen (Preis nicht zu exorbitant, Strombedarf sollte irgendwo bei 12V-24V sein, Gewicht nicht zu wild etc.). Ich habe mir mal zwei Szenarien überlegt und wollte fragen ob das grundsätzlich Sinn macht, welches von beiden mehr Sinn macht oder ob es noch andere Möglichkeiten gibt die ich vielleicht noch nicht bedacht habe.

Szenario 1: Dynamixel Servomotoren
https://www.reichelt.de/dynamixel-se...ct=pol_9&nbc=1
XM540-W270-R DYNAMIXEL-Servomotor
Knapp 13 Nm, 165g Gewicht, Vernünftige Abmaße
Davon zwei in die Schulter, einen in den Ellbogen und einen kleineren dieser Baureihe ins Handgelenk. Damit habe ich alle Drehmomente abgedeckt und laut diesen Dynamixel Infoseiten sollen die für den Anwendungsfall sehr gut zu programmieren sein. Meine Befürchtung: In dem anderen Thread habe ich vom User oberallgeier verstanden, dass man beim dimensionieren durchaus mal 100% auf das Drehmoment aufschlagen sollte. Dann hätte ich 44/20/4 für Schulter/Ellbogen/Hand und wäre ja deutlich über den 26/13/3 die mir diese Konfiguration bietet. Außerdem habe ich hiermit "nur" Servomotoren und wie gesagt habe ich das Gefühl, dass die meisten für die Anwendung Schrittmotoren empfehlen.

Szenario 2: Servomotoren mit NEMA Motoren in der Basis
https://www.reichelt.de/de/de/schrit...GEALw_wcB&&r=1
NEMA23-01
3 Nm, 1,5kg Gewicht
Wenn ich den mit dem 5:1 Getriebe ausstatte, den ich hier bei diesem Motor (NEMA17-05GM) gefunden habe:
https://www.reichelt.de/schrittmotor...t_sldr::269228
Sollte ich ja nach Adam Riese auf 15 Nm Drehmoment kommen, zwei davon in der Basis als Schulter und in den anderen Gelenken die Dynamixel von Szenario 1 ergibt die Drehmomentkonfiguration 30/13/3. Macht das überhaupt Sinn in diesem Roboterarm zwei verschiedene Arten von Motoren zu benutzten oder wird das dann kompliziert bei der Steuerung? Ich hätte dann bei dem Szenario den Vorteil, noch etwas mehr Drehmomentreserve in der Schulter zu haben und die Vorteile vom Schrittmotor zumindest in der Schulter ausnutzen zu können. Den ganzen Arm mit Schrittmotoren auszustatten macht glaube ich keinen Sinn, da ja bereits der kleine NEMA17 mit Getriebe schon 500g wiegt und mir gerade mal 8,4 Nm bringt, was nicht mal für den Ellbogen reicht ohne das Gewicht mit einzuschließen. Das Gewicht von den beiden dicken NEMA23 ist natürlich wurscht, da der ja nicht zum Gewicht vom Arm dazuzählt.

Was denkt ihr, machen meine Überlegungen Sinn? Wenn ja, welches Szenario würde sich besser anbieten?`Wenn nein, wo haperts und was gäbe es für Alternativen?
Vielen Dank schon mal an alle die sich die Mühe machen alles durchzulesen, und würde mich natürlich riesig über hilfreiche Antworten freuen.

Viele Grüße, Robendix