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Thema: Problem mit Schwenken einer Platte durch Servosteuerung

  1. #1
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    Problem mit Schwenken einer Platte durch Servosteuerung

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    Hallo Forum, ich hab schon versucht mein Problem mit hilfe der Suche und sonstigen Beiträgen zu lösen, doch ist mir nichts passendes vor die Nase gekommen.

    Ziel meines Vorhabens ist es ein Platte bewegen zu lassen und alle vier Richtungen, so das einen Kugel sich durch die Neigung bewegen kann.
    Am Ende soll auf der Platte ein Kurs aufgebaut sein, der mittels Kamera erkannt wird und durch Bildauswertung am PC, versucht werden einen optimalen Weg zu finden.

    Die Bewegungsfreieheit habe ich mittels Kreuzgelenk realisieren können, die Höhenbewegung hab ich mittels Servo und Funkfernsteuerung (zu testzwecken) realisiert. Das Problem ist die kreisförmige Bewegung des Servosarms und die Verbindung zur oberen Platte.
    Die Frage ist nun wie ich die seitlichen Bewegungen der Platte (3 in der Abbildung) reduzieren kann. Da das Kreuzgelenk spiel hat und die Servobewegung durch die starre Übertragung auch die Platte bewegt.
    Ich könnte mir Führungsrollen vorstellen die mittels Feder flexibel sind und so an die vorhanden Wände auf und ablaufen können. Jedoch macht mir die Federhalterung und passende Feder probleme.

    Dies ist das meschanische anliegen, zum weiteren kommt die automatische Steuerung mittels PC und Kamera.
    Um die Servos zu Steuern würde ich ein Servoboard nutzen, wass ich vom PC aus ansprechen würde.
    Oder habt Ihr andere Ideen.

    Ich hoffe ich habe keine Informationen unterschlagen
    Danke für euere Zeit
    SZ
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  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Das Kreuzgelenk kommt mir in der Andeutung etwas klein vor, an was für eine Konstruktion denkst Du dabei?
    Hier sind ein paar Bilder zum Thema.
    http://images.google.com/images?q=Kr...=1&sa=N&tab=wi

    Man kann es grundsätzlich auch mit spielarmen Scharniergelenken aufbauen.
    Manfred

  3. #3
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    Das Gelenk ist aus dem Werkzeugzubehör, somit sehr stabil aber hat dadurch spiel und ist somit nicht völlig verwindungssteif. Hab kein Präzissionsgelenk gefunden.

    SZ

  4. #4
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    Ei, bei solchen Mechanik-Fragen müßte man immer ganz schnell eine Skizze machen können. Ich warte noch auf die Forums-Software, mit der man ganz fix einfach mit der Maus auf einem weißen "Zettel" kritzeln kann und das in die Antwort einbinden. Aber versuchen wirs mal mit Worten.

    Erste Frage:

    Möglichkeit A) Hast Du die Servos direkt mit der Platte verbunden? (Jetzt mal ganz grob zur Versinnbildlichung, Du hast es sicher feinmechanischer gelöst: Also einen Nagel durch ein Loch am Ruderhorn des Servos und in die Stirnseite der Platte)
    Oder Möglichkeit B) Hast Du eine gelenkige Verbindungsstange zwischen Servo und Platte? Im Modellbau gibt es ja diese kleinen Kugelgelenke für M2 oder M3 Gewindestangen.

    Bei A kannst Du gegen die Schwenkbewegung nichts machen.
    Bei B ist das ganze zunächst so lapprig, daß es zusammenfällt. Nun mußt Du eine weitere Koppelstange einbauen, damit die Freiheitsgrade eingeschränkt werden. Z.B. eine ganz lange entlang einer Stirnseite der Platte, an einem Ende mit der Platte und am anderen Ende mit der Basis verbunden. Wichtig ist, daß diese Stange bei Neutralstellung der Platte auch waagrecht liegt. Diese Koppelstange wird passiv mitbewegt, auch durch sie macht die Platte Querbewegungen, aber weil sie viiel länger ist als der Servohebel, nähert sich der Kreisbogen, den ihr plattenverbundenes Ende macht, besser an eine Gerade an.

    Zweite Sache, die mir in den Sinn kommt:

    Du möchtest durch die Servobewegung möglichst nur die Abschüssigkeit der Kugelbahn verändern, und der Kugel keine Querbewegung verpassen. Dazu darf das zentrale Kugelgelenk nicht weit unterhalb der Platte sein, am besten eigentlich sogar oberhalb der Platte auf Höhe des Kugelmittelpunkts!
    Das ginge entweder mit einer halbierten oder noch weiter abgeschnittenen Kugel an der Platte untendran, die in einer "Pfanne" sitzt. (Damit das nicht auseinanderfällt, muß man sich entweder auf die Gewichtskraft verlassen oder das ganze über Federn zusammenziehen)
    Oder mit einer kardanischen Aufhängung über zwei ineinandergeschachtelte Rahmen außenrum. Aus meiner 70er/80er Jahre Kindheit gibt es da ja so ein Holzspielzeug, das kennst Du sicher auch, leider habe ich auf die Schnelle kein Bild gefunden. Da gibt es die kardanische Aufhängung mit zwei Rahmen, und ich möchte wetten, die Drehpunkte liegen oberhalb der Roll-Oberfläche.

    So weit in Worten.
    O Herr! Gib mir eine einfache Möglichkeit für Handskizzen am PC!

    Gruß
    Tom.

  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ein Scharnier das eine lange Achse hat, hat grundsätzlich wenig Spiel. Es kann dazu auch aus zwei Scharnieren entlang der gemeinsamen Achse aufgebaut sein. Beispielsweise kann es auch aus (verstärktem) Klavierband bestehen. Nachdem man dies für eine Achse realisiert hat kann man gekreuzt dazu ein weiteres Scharnier in gleicher Weise aufbringen, das dann die gewünschte Platte trägt.

    @toemchen: wenn man weiß wie es genannt wird, so ein Holzspielzeug, dann geht es mit den Bildern davon, das Problem kenne ich auch gut.
    http://images.google.de/images?hl=de...-8&sa=N&tab=wi
    Manfred

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von vohopri
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    Hallo sz,

    wenn du eine Kardanaufhängung mit vier Gleitlagern aufbaust, dann hast du das Spiel um die Hochachse ausgeschaltet. Zusätzlich hätte das den Vorteil, dass du den Drehpunkt auf die Höhe des Kugelschwerpunktes bekommst (bei horizontaler Stellung). Noch dazu lassen sich beim Kardan Aufbau die beiden Bewegungskomponenten sehr einfach entkoppeln. So dass ein Nord Süde Neigen in keiner Lage auch nur die geringste Neigung in Ost West Richtung bewirkt.

    Gleitlager kann man sich aus Stahlachsen und Messingbuchsen aus dem Modellbau sehr einfach selbst bauen.

    In deinem vorhandenen Aufbau kannst du das Spiel durch Vorspannen mit einer Feder beseitigen. Die benötigte Stärke der Feder kannst du mit Gummibändern experimentell ermitteln. Die Feder muss so stark sein, dass bei Lastwechsel der Servos kein Verdrehen mehr auftritt.

    grüsse,
    Hannes

  7. #7
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    Das Modell soll das Kugellabyrinth vollautomatisch nachbilden. Das mit dem Kreuzgelenk funktioniert an sich super, nur das die Platte zusätzlich unerwünschte seitliche Bewegung macht siehe Bild 2.
    Das Kreuzgelenk wurde nicht driekt befestigt auf der oberen und unteren Platte, es wurde eine kleine Metallplatte von 150x150 mm aufgeschweißt und dann verbunden.
    Ich habe Variante B gewhählt aus dem Modellbau (Spurstangen).
    Die seitlichen Bewegungen entstehen nur anhand der kreisförmigen Bewegungen des Servos und des Servohorns, an dem die Spurstangen verbunden ist.
    Mit dem Rollverhalten der Kugel bin ich gut zufrieden, auch sollen Querbewegungen ermöglicht werden, d.h. beide Servos sollen sich bewegen um so auch alle Ecken erreichen zu können.
    Die Bewegungen wurden jetzt im Bild eingetragen unter 1
    Mein Ziel ist es diese seitliche Bewegung zu minimieren, so das die obere Platte nicht su schaukelt.

    Danke Sylvio
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken modell2.png  

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von vohopri
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    ja dann versuch mal die Platte im Sinne der unerwünschten Drehrichtung vor zu spannen. Das Spiel verschwindet dann.

    Hannes

  9. #9
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    Das probier ich am Monatg gleich mal aus und geb hier mal Rückmeldung.
    Erstmal Danke

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