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Thema: Selbstfahrende Transportkiste für Höhlenforschung

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Selbstfahrende Transportkiste für Höhlenforschung

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    Hallo Forumsmiglieder

    Grund für meine Anmeldung hier im Roboternetz ist ein Höhlenprojekt bei dem wir elektronische Verstärkung benötigen.
    Auf www.hfc-suhl.de könnt ihr sehen womit wir uns beschäftigen. Es handelt sich um die Erforschung einer Höhle.
    Nachdem wir ein flaches kabelgesteuertes Forschungsfahrzeug gebaut hatten, mussten wir feststellen, dass die verlehmte Passsage sich noch mindestens 50 m weiter in den Berg zieht. Inzwischen ist die traditionelle Grabetechnik mit Kiste und Seil wegen der Kurven nur noch mit mindestens 5 Mann machbar. Tendenz steigend.
    Wir planen nun eine "selbstfahrende Kiste" zu bauen, die sich den Weg in und aus der Höhle selbst sucht um so den Abraum herauszubringen.
    Nun habe ich mir gedacht, dass hier im Roboternetz evtl. Enthusiasten zu finden sind die Lust und Zeit haben bei der Steuerungsprojektierung mitzumachen.
    Ich bin Maschinenbauingenieur und die Mechanik stellt kein ersnstes Problem dar. Ratlos bin ich bei der Wegführung für den Transportwagen. Schieneneinbau ist zu aufwändig. Eine optische Hinderniserkennung ist wegen des allgegenwärtigen Schlamms zu störanfällig. Ultraschall vermutlich auch.
    Ideal wäre eine induktive Wegführung- also einen Sendedraht an der Decke an dem sich das Fahrzeug orientiert.
    Das Fahrzeug soll links und rechts durch je einen Motor angetrieben werden und so auch enge Kurven schaffen. Da der Untergrung Fels mit etwas Schlamm und Wasser ist, käme sowohl Räder als auch Kettenantrieb in Frage. Auf den Fotos kann man ja die Größenverhältnisse und die Enge gut erkennen.
    Nur wie steuert man das bzw. wie steuert sich der Wagen?
    Wer hat Interesse?

    Gruß Dieter

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Cooles Projekt, die Induktionsleitung scheint tatsächlich die robusteste Lösung darzustellen. Sauber befestigt kann der Roboter damit ziemlich sicher dem vorgegebenen Pfad in eine Richtung folgen. Ich hätte nur Bedenken, dass der Wagen vielleicht aufgrund einer Störung den Schacht blockiert und damit den Rückweg abschneidet ...

    mfG
    Markus

  3. #3
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    coole Kiste

    schau mal auf unserer webseite www.hfc-suhl.de nach. da ist kein schacht sondern "nur" ein flacher 40 bis 50 cm hoher Gang. z.z. etwa 38 m lang, weitere 30 m sind mit dem tarakan schon erkundet. offenen Fortsetzung. Gangbreitte zwischen 60 und 120 cm.

    Gruß
    Dieter

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Licht an der Höhlendecke (tztz Hölle ohne ein H in der Mitte) wäre vieleicht auch eine Alternative??
    (Ihr traut euch ja Sachen! - bewunder!!!)
    Wenn das Wägelchen nicht zuu groß ausfällt dürfte es eigentlich kein Problem darstellen es wieder auf den rechten Weg zu bringen - ?

  5. #5
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    Ich würde es doch mit optischen Sensoren versuchen. Wieviel Dreck/Schlamm ist denn auf der Oberseite des Fahrzeuges?

    Man könnte auf der Oberseite mehrere Sharp-Abstandssensoren anbauen. Einer schaut nach oben-vorn, der nächste oben-vorn etwas nach rechts, ein anderer oben-vorn etwas nach links. Das Ziel sollte sein, dass man bei Vorwärtsfahrt immer an die Decke sieht und dahin lenkt, wo die Decke am höchsten ist. So könnte man "mehrere" (3...?) Senoren nehmen oder ein Sensor mit einem Servo schwenken. Ich denke, das kann funktionieren.

    Wenn auch die Oberseite des Fahrzeuges sehr verschmutzen kann, dann muss man eben langsam vorgehen: Im Stillstand suchen die Sensoren, wo weitergefahren werden kann. Dann deckt ein Servo die Sensoren ab, man fährt 0.5..1 Meter vorwärts, hält an, legt die Sensoren wieder frei, u.s.w...

    Verschmutzen bei dem Schlamm die Ketten nicht zu stark? Ich hätte es zuerst mit dicken Reifen versucht.

    Gruß Tumba

    PS: Ich bin vereinsmäßig als Kind durch -zig Höhlen des Harzes gekrochen...
    Wenn Ihr in große Hohlräume kommt, dann kann ich hiermit weiterhelfen
    http://www.youtube.com/watch?v=uoCEq_XRnJs

  6. #6
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Hallo tumba,

    habe zur Veranschaulichung noch ein Video auf die webseite gelegt. http://www.hfc-suhl.de/2010-04-24_B280_Tarakan_3_cut_cut.mpg (110MB, 2 min). Optische Wegführung ist zu störanfällig.
    An der Firste sind alle paar Meter Klüfte. das ganze Fahrzeug wird nach spätestens 1 min. wie ein Lehmklumpen aussehen.
    Radantrib wäre denkbar- aber wir haben im hinteren Teil der Höhle eine enge,flache 90° Kurve, man bräuchte also Allrad mit Differnzial oder 4 Einzelantriebe. Er soll mit Bleibatterie/Lithiumakkus laufen .Habe auch an Kabelversorgung von draußen gedacht- wird wegen der Kurven (das Kabel zieht sich ind en Kurven in den Lehm und klebt) sehr problematisch.
    Auf dem angehängten Foto sieht man unsere alte Grabekiste mit Seilzug. Die Größe passt überall problemlos.
    Was mir feht ist jemand der die Steuereung baut/projektiert so dass "nur" noch die Antriebsmotoren angeschlossen werden müssen. Im Augenblick denke ich an alte Autozahnriemen(glatte Seite nach außen) als Antriebsketten. Ist kostenlos und solide. Die Fahrstrecke ist annähernd horizontal und genug Eigengewicht wird er ja haben.
    ideal wäre wenn der Steuerungsprozessor über einen Leistungstransistor die Motoren direkt ansteuert und den Akku überwacht. Um die Kosten im Rahmen zu halten dachte ich evtl. Handy Lipos als Packet zu verschalten die auch vom Prozessor überwacht werden.
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken 2007-08-01-B280_11.jpg  

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    hmmm ... ist ja ganz schöne Aufgabe die Ihr da vor habt, das ganze Gelumpe muss ja wasserdicht sein,
    also auch Motoren, Achsen usw.
    Den Draht an der Decke halte ich für weniger praktikabel, die Decke ist mal höher, mal tiefer, der Robby bräucht nen
    Mast mit dem Detektor und dann müsste noch sichergestellt sein, das die Kiste auch gerade steht ... schwierig.
    Draht am Boden wär da schon einfacher, aber im Schlamm auch fraglich ...
    Halte eigentlich den Ansatz mit Ultraschall am sinnvollsten. Ein Sensor nach oben, einen nach vorne, je einer seitlich schräg nach vorne,
    dazu Neigesensor und fertig ist die Laube. Regelungstechnisch aber schon eine Herausforderung.
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von dwhöhle Beitrag anzeigen
    ideal wäre wenn der Steuerungsprozessor über einen Leistungstransistor die Motoren direkt ansteuert und den Akku überwacht. Um die Kosten im Rahmen zu halten dachte ich evtl. Handy Lipos als Packet zu verschalten die auch vom Prozessor überwacht werden.
    Das sollte kein wirkliches Problem sein einen Motortreiber kann man z.B. hier http://www.shop.robotikhardware.de/s...011fafcca4c70c finden, an erster Position ist auch ein möglicher Weise passender Controller. Nur dessen interner Motortreiber ist zu schwach und müsste mit einem externen (je nach Motorleistung) stärkeren ersetzt werden. Eure Idee mit einem Führungsdraht halte (ich) bei den gegebenen Verhltnissen auch für das beste, wenn dieser halbwegs ordentlich verlegt werden kann. dazu könnt ihr einmal http://www.rn-wissen.de/index.php/Be...ktionsschleife durchlesen.

    Im Prinzip wird ein Signal durch den Draht gesendet und Empfangs Spulen rechts / links / über /oder unter dem Draht am Wagen befestigt empfangen dieses Signal. Eine entsprechende Elektronik regelt dann die Motore / steuert den Wagen, so das beide Spulen ein gleich starkes Signal empfangen...... Ein Beispiel in klein, die Modellautos auf der Modelleisenbahn in Hamburg, die fahren auch alle nach diesem Prinzip. Allerdings ist die Regelung selber relativ aufwändig (PID Regler) wenn nicht im ZickZack gefahren werden soll.....

    Gruß Richard

  9. #9
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    Ich glaube, bei dem Projekt gibt es viele "Baustellen":

    Mechanischer Antrieb: Ich dachte an Räder, weil ich das Ding gesehen habe und gut fand: http://www.youtube.com/watch?v=HUy5SpUsNlU. Oder sowas wie ein BMP 60: http://www.youtube.com/watch?v=DoIRah9ehtE.

    Motorsteller: Einfach fertige Motorsteller aus dem Modellbaubereich benutzen. Die sind billig und robust. Und ein AVR kann die einfach ansteuern.

    Energieversorgung: Da würde ich wirklich ein Kabel hinter mir herziehen. Wenn man höhere Spannung nimmt, kann man den Querschnitt klein halten. Und ich würde das Kabel im Fahrzeug von einer Trommel abrollen. So klemmt es nicht an den Ecken in der Kurve. Wenn man zurückfährt, kann man das Kabel wieder elektrisch aufwickeln. Das ergibt auch mehr Sicherheit (Seilwinde).

    Sensoren: Ich glaube echt, dass das schwirig ist. Vielleicht sollte man das doch videobasiert von aussen machen...

    Gruß Tumba

  10. #10
    Moderator Robotik Visionär Avatar von radbruch
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    Hallo

    Spannendes Projekt. Schon beim Betrachen der Bilder bekomme ich Platzangst.

    Im Prinzip wird ein Signal durch den Draht gesendet und Empfangs Spulen rechts / links / über /oder unter dem Draht am Wagen befestigt empfangen dieses Signal. Eine entsprechende Elektronik regelt dann die Motore / steuert den Wagen, so das beide Spulen ein gleich starkes Signal empfangen
    Das halte ich auch für den erfolgversprechendsten Ansatz. Vielleicht könnte man das Signalgeberkabel zusätzlich als Versorgungsleitung für die Ladestation im Schacht verwenden.

    Als Antrieb würde ich Vierrad mit einzeln angeriebenen Rädern favorisieren. Ein möglicher Ansatz:


    (Aus http://www.roboternetz.de/community/...nderground-ROV)

    Viel Erfolg.

    Gruß

    mic

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