Es gibt keine kostengünstige Lösung wenn die Motoren eine gewisse Kraft haben müssen um auch nur das Gewicht der Konstruktion zu halten /bewegen. Bedenke auch elektromotoren sind dazu gebaut sich zu drehen und nicht eine position zu halten. Da überhitzen sie leicht bei Nennleistung.
Du wirst auf alle Fälle, egal ob klein oder groß im dreistelligen Bereich sein.
Grüße Uwe
Hallo,
für die Teilnahme hier muß er sich ranhalten. 
Mir haben die Low-Tech Roboter auf der Hebocon bei der Make Munich besser gefallen:
http://make-munich.us6.list-manage2.com/track/click?u=35417f10c4ba869184930285c&id=08d3f557c7&e=775f5705c6
Grüße Uwe
Du hast die Frage nach der Strom-Aufnahme noch nicht beantwortet. Es macht nämlich einen Unterschied, ob man mit kleinen Gleichstrom-Motoren von rund 1 Ampere Stromaufnahme oder von größeren Motoren spricht. Ich rate jetzt einfach mal und sage, dass Du Motoren brauchst, die mehr als 1 A aufnehmen werden.
Duco95:
@mgcss
Sie müssen in beide Richtungen drehen können, mit unterschiedlicher Geschwindigkeit.Welche Möglichkeit wäre denn die kostengünstigste?
MOSFET's für die Regelung der Geschwindigkeit und Relais (2xUM) oder gar Leistungs-Schütze für die Schaltung der Drehrichtung (welche selbst wiederrum über MOSFET's angesteuert werden).
Das Problem ist einfach, dass ich nicht weiß, wie viel Ampere ein Motor braucht damit ich ihn ein Bein heben lassen kann, an sich sollte der Roboter sehr leicht werden, jedoch weiß ich nicht wie schwer es wird für das "Hüftgelenk"
Hallo,
ich empfehle Roboter Challenges oder Maker Faires zu besuchen um dir andere Selbstbauroboter anzuschauen, mit Leuten ins Gespräch zu kommen und Ideen zu sammeln. Dabei siehst du auch, was machbar ist.
dann kümmere Dich zuerst um den mechanischen Aufbau. Wenn Du dann genau weißt, welche Motoren Du verwenden willst, können wir nochmal über die Ansteuerung reden. Das ist übrigens auch das übliche Vorgehen in der Praxis. Vorher ist das alles rumgerate und vollkommen sinnbefreit.
Duco95:
Das Problem ist einfach, dass ich nicht weiß, wie viel Ampere ein Motor braucht damit ich ihn ein Bein heben lassen kann.
Die Frage wird Dir so übrigens auch keiner beantworten können. Selbst wenn wir das Gewicht des Beines kennen würden ... denn: ein weiterer Parameter, der die notwenige Leistung des Motors definiert fehlt noch: die Geschwindigkeit, in der das Bein um eine definierte Höhe gehoben werden soll. Wenn es beliebig lange dauern kann, dann kann das auch ein beliebig kleiner Motor. Je schneller es gehen soll, um so stärker muss der Motor sein und um so mehr Strom fließt in der Folge.
Wie finde ich heraus welche ich brauche?
Das ist ein iterativer Prozess: Robotermechanik grob entwerfen, Belastungen und Kräfte ausrechnen, nötiges Antriebssystem bestimmen, mit lieferbaren/bezahlbaren Komponenten vergleichen, Robotermechanik danach anpassen/verfeinern, dann wieder Belastungen und Kräfte ausrechnen, usw... bis Antrieb und Mechanik zusammen passen. Das ist ein langer Weg und du wirst auch nicht an einer Menge praktischen Vorversuchen und Sackgassen vorbeikommen.
Es ist ja auch die Frage wo bekommst du die nötige Mechanik her/bzw. wie baust du sie dir?
Ich glaube die meisten Projekte scheitern an der Mechanik und nicht an der Elektronik.
da kommt einiges an Rechenarbeit auf Dich zu. Nehmen wir als vereinfachtest Beispiel mal das Knie-Gelenk. Sagen wir, der Unterschenkel ist 40 cm lang und wiegt 2 kg. Du willst das Knie-Gelenk innerhalb von 2 Sekunden um 90 Grad drehen. Dazu kann man zwei Werte ausrechnen, die sich jedoch gegenseitig beeinflussen: Motorleistung und Getriebeübersetzung.
rechnen wir erstmal die Gewichtskraft aus, die wirkt:
F = Gewichtskraft in N
m = Masse in KG
g = Erdbeschleunigung 9,81 m/s^2 (aufgerundet kann man mit 10 rechnen).
die Formel ist einfach F = m * g = 2 kg * 10 m/s^2 = 20 N
Ok ... wir müssen also 20 Newton aufwenden, um den Unterschenkel zu bewegen.
Damit können wir nun das benötigte Drehmoment berechnen:
M = Drehmoment in Nm
r = Radius in Metern (in unserem Beispiel die Unterschenkel-Länge von 0,4 Metern)
F = Gewichtskraft in N
M = F * r = 20 N * 0,4 m = 8 Nm
Als nächstes müssen wir wissen, mit welcher Geschwindigkeit wir ihn bewegen müssen, um ihn in 2 Sekunden um 90 Grad zu drehen. Dazu müssen wir die Angaben erst umrechnen in Umdrehungen pro Sekunde
N = Umdrehungen in 1/s
w = Drehwinkel (in unserem Beispiel 90 Grad)
t = Dauer der Drehbewegung (in unserem Beispiel 2 Sekunden)
N = w / (360 * t) = 90 / (360 * 2) = 0,125 1/s
damit können wir dann die Geschwindigkeit errechnen, mit der sich der Unterschenkel bewegen muss:
v = Geschwindigkeit in m/sec
r = Radius in m
N = Drehzahl in 1/sec
v = 2 * Pi * r * N = 2 * 3,14 * 0,4 * 0,125 = 0,314 m/s
mit diesen Angaben kann man die minimal benötigte Motorleistung errechnen:
Pmin = minimale Motorleistung
v = Geschwindigkeit
F = Gewichtskraft
Pmin = F * v = 20 N * 0,314 m/s = 6,28 Nm/s = 6,28 Watt
Damit ist die Sache aber noch nicht erledigt. Denn zum einen hat der Motor ein Wirkungsgrad < 1 und zum zweiten brauchen wir ja auch noch ein Getriebe, das ebenfalls einen Wirkungsgrad < 1 hat. Bei einem Getriebe 1:2000 kann man von einem Wirkungsgrad von rund 0,45 ausgehen. Für den Motor nehmen wir mal einen Wirkungsgrad von 0,9 an (die genauen Werte gibt's im jeweiligen Datenblatt).
Pmotor = nominale Motorleistung
Pmin = minimale Motorleistung
Emot = Wirkungsgrad Motor = 0,9
Eget = Wirkungsgrad Getriebe = 0,45
Pmotor = Pmin / (Emot * Eget) = 6,28 Watt / (0,9 * 0,45) = 15,5 Watt
demnach bräuchten wir also einen Motor mit mindestens 15,5 Watt und 250 Umdrehungen pro Minute und einem Getriebe mit einer Untersetzung von 2000:1. Da es so eine Motor/Getriebe-Kombi nicht geben wird, sind wir wieder bei iterativen Ansatz von Theseus und suchen uns eine verfügbare Motor/Getriebekombination und rechnen das ganze rückwärts, ob wir damit den Unterschenkel bewegt bekommen und wenn ja, wie schnell.
Ich hoffe, ich habe das halbwegs richtig aus dem Kopf zusammen geschrieben. Falls nicht, bitte meckern
mgcss:
Da es so eine Motor/Getriebe-Kombi nicht geben wird,, sind wir wieder bei iterativen Ansatz von Theseus
Zu mal du ja auch das Gewicht von Motor und Getriebe in den nächsten Verfeinerungsschritt einbeziehen musst. Dann kann es passieren, dass du die Armkonstruktion verändern musst, da die Stabilität nicht passt oder das Material zu schwer wird. Also wieder neu rechnen...
uwefed:
Mir haben die Low-Tech Roboter auf der Hebocon bei der Make Munich besser gefallen:
http://make-munich.us6.list-manage2.com/track/click?u=35417f10c4ba869184930285c&id=08d3f557c7&e=775f5705c6Grüße Uwe
Hallo,
ehrlich? Okay, lustig sind alle Roboter die man sieht. Nur den Wettbewerb sollte man sein lassen. Der schwerste Robi gewinnt immer. Am Ende wird jedes Jahr aufgerüstet und der Initiator ist damit weg von seiner Anfangsidee eben nicht professionell zu sein.
@ mgcss:
sehr schöne Beispielrechnung. Informativ.
Danke, die Rechnung hilft mir weiter, jetzt weiß ich, wie ich weiter komme