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Thema: mechanische Translation?

  1. #1
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    mechanische Translation?

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    Hallo Forum,

    ich brauche einen Rat, es geht darum eine mechanische translative Kraft auszuüben, z.B. um einen Knopf zu betätigen, oder in meinem Fall, um eine Instrumentsaite zu stoppen.
    Ich weiß noch nicht genau wie die effektivste Konstruktion aussehen könnte. Wichtig sind folgende Eingeschaften:

    -möglichst kompakt (um mehrere davon nebeneinander anzuordnen)
    -möglichst schnell (5 Hz )
    -genügend Haltekraft um Saite gedrückt zu halten (dazu ist eigentlich nicht viel Kraft nötig)

    Meine erste Überlegung war es, einen Minimotor zu nehmen (ungefähr 7 mm Durchmesser) und an die Motorwelle eine kleine Schnecke zu fixieren. Motor und Schnecke kommen dann in ein ebenso kleines Außengehäuse, in dem
    eine zur Schnecke passende Mutter an den Außengehäusewänden fixiert ist.
    Jetzt fehlt es nur noch, den Motor so im Außengehäuse anzubringen, dass er sich nicht selbst dreht. Wenn das Motorgehäuse nicht rund ist, sind hierzu keine weiteren Schritte nötig.
    Ansonsten könnte man z.B. dünne Schlitze in das Außengehäuse schneiden, und entsprechend das Motorgehäuse so verändern, dass es in diese Schlitze einrastet, sodass nur eine translative Bewegung möglich ist.

    Das wars auch schon. Wenn der Motor aktiviert wird, schraubt er sich rein/raus, und gleitet dabei innerhalb des fixierten Außengehäuses. Die Schnecke muss auch nicht lang sein, es reichen einpaar Millimeter Abstand von der Saite.

    Wird das funktionieren? Habt ihr Verbesserungsvorschläge oder gibts da komplett andere Möglichkeiten das umzusetzen?

    Danke

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    Hi,

    sag doch noch etwas konkreter was zu den räumlichen Randbedingungen. Was heißt "möglichst kompakt"? Welchen Abstand haben die Saiten? Müssen die Saiten an der gleichen Position gedämpft werden (wenn es eine Gitarre wäre also im gleichen Bund)? Auf den ersten Blick würde ich an einen kleinen Getriebemotor (vielleicht sogar ein Miniservo) mit einer Exzenterscheibe denken - wobei je nach Weg 200 ms Stellzeit dann schon recht grenzwertig für einen normalen Servo sein dürften.

    Gruß
    Malte
    Geändert von malthy (14.10.2014 um 23:00 Uhr) Grund: typos

  3. #3
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    Gast
    Kleine Anmerkung noch von mir (Themenstarter):

    Es geht wie angedeutet hierbei darum, ein Saiteninstrument, in diesem Fall Geige, mit diesen Dingern zu bestücken. Ziel ist es, rechts unabhängig von links zu trainieren. Leere Saiten zu spielen wird mit der Zeit nämlich öde. Außerdem habe ich in Moment verkürzte und überlastete Muskulatur im linken Arm und Schulter, Instrumentalisten unter euch wissen wie sehr das die Feinmotorik einschränken kann. Das ganze soll mir helfen, wieder etwas selbstbewusster an die Sache ranzugehen.
    Geplant sind etwa 12 solche Translationsmodule pro Saite, also ingesamt 48, wobei das insgesamt ganz schön schwer werden kann, sodass die Geige "dynamisch" am Dach aufgehängt wird. Für jeden Halbton ein eigenes Modul dranzuschrauben wird zu schwer, und zu teuer. 12 pro Saite reichen bei den meisten Musikstücken aus um alle charakteristischen Töne abzudecken.

  4. #4
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    Okay, das ist ja noch schlimmer als ich befürchtet habe . Bei der Geige hast Du ja nichteinmal eine Bundierung dh das Niederdrücken der Saiten muss räumlich sehr präzise erfolgen. Das ist ein sehr - vielleicht zu - anspruchsvolles Projekt würde ich denken. Kennst Du das hier?



    Da bekommst Du einen Eindruck von dem technischen Aufwand ...

    Aber mal ganz am Rande: "verkürzte und überlastete Muskulatur" klingt für mich nach nicht ganz optimaler Übungstechnik/ -weise, vielleicht wäre da der fruchtbarere Ansatz?

    Gruß
    Malte

  5. #5
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    Gast
    Der Abstand zwischen den Saiten beträgt etwa 1 cm in der ersten Lage. Das muss ich nochmal genauer nachmessen, meine Geige ist in Moment nicht bei mir. Allerdings ist das Griffbrett leicht gewölbt, d.h. die einzelnen Translationsmodule liegen ungefähr radial auseinanderstrebend auf den / über den Saiten. Radial ist etwas übertrieben ausgedrückt, jedenfalls nicht ganz parallel.
    Mein bisheriger Plan wäre die Module auf 4 Schienen anzubringen , die über den Saiten schweben, und entlang der Saiten laufen. Das soll also wie gesagt dazu dienen, die Töne zu justieren, und charakteristische Töne zu besetzen.

    Ich bin mir noch nicht sicher, wie man dann das tragende Gehäuse, dass die Schienen trägt an die Geige anbringen soll. Es gibt nicht viele Angriffspunkte auf dem Griffbrettbereich, ohne die Schwingung zu verhindern. Je weiter man nach oben geht (also zum Steg) umso weiter spreizen die Saiten auseinander. Da ist also Raum um Stützpfeiler auf das Griffbrett zu legen.

  6. #6
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    3-4 mm Stellweg, bis zu 5Hz Taktrate, Abstände kleiner als 1cm zwischen den Berührpunkten kommen nicht vor. Beweis der Umsetzbarkeit:

    Ist es möglich diese Translation mit einer Spule und einem beweglichen Eisenkern zu erzeugen?
    Geändert von amrosik (15.10.2014 um 01:05 Uhr)

  7. #7
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    Also wie gesagt, ich glaube der Aufwand ist erheblich ... Wenn Du auf die Bespielbarkeit der Leersaiten verzichten kannst, könnte man noch überlegen ob man es irgendwie schafft, eine Art Rolle mit einer Linearführung auf einer Saite langlaufen zu lassen. Das käme dem menschlichen Spiel dann sogar etwas näher, auch Glissandi wären möglich (naja, genau genommen hätte man zwischen allen Tönen einer Saite eins ).

  8. #8
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    Das mit der rolle wird meiner meinung nach den aufwand erhöhen, große sprünge sind nicht möglich, man bedenke dass man auch auf verschiedenen saiten spielt, außerdem ist das nicht gut für die saite wenn da ständig was drüberkratzt.

    - - - Aktualisiert - - -

    Ich weiß nicht ob das Problem linear skaliert oder nicht. Natürlich kommen später auf grund der menge noch konstruktionsprobleme hinzu, aber ich muss erstmal wissen, womit ich anfange bzw welche methode ich zur translativen Kraftausübung verwende, um mir gedanken machen zu können, wie später die konstruktion aussehen soll. Es ist jetzt noch garnicht möglich vorauszuplanen. Jedoch um schonmal eine vage vermutung aufzustellen, kommt man an einer schienenartigen Konstruktion wahrscheinlich nicht vorbei, denn man möchte die einzelnen Module per Hand zehntelmillimetergenau auf die richtige Stelle justieren. Die größte Herausforderung wird bei der verwendung vieler Module sein, dass die gesamtkonstruktion sich nur an der Geige festhält, und nicht irgendwie extern befestigt ist.

    Trotzdem nochmal zur ursprungsfrage:

    Translative Kraftausübung:

    Anforderungen:

    -min. bis zu 2Hz taktrate (für triller)

    (-bis zu 5Hz (für vibrato), schwer umzusetzen* )

    -Die genau Abstände muss ich am Wochenende mal messen, aber unter 8mm Abstände zwischen Tönen kommen nicht vor. D.h. der Gesamtradius der Module sollte 4mm nicht überschreiten.

    -so leicht wie möglich

    - nicht zu weit nach oben rausragen, damit da nicht zu viel Drehmoment entsteht, wenn man die Geige kippt

  9. #9
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    -min. bis zu 2Hz taktrate (für triller)

    (-bis zu 5Hz (für vibrato), schwer umzusetzen* )
    Entweder Pneumatik/Druckluftzylinder oder Schubmagnete (evt. mit Rückholfeder). Beides kannst du recht schlank aufbauen und brauchst nur in der Höhe etwas Platz, Schubmagnete würden sogar recht kostengünstig werden. Die Spulen dazu zu wickeln wird aber eine Scheißarbeit.

    Evt würde ich darüber nachdenken, für jede Saite einen einzigen solchen Fingersimulator zu bauen, und diesen über eine Schiene längs über die Saite fahren zu lassen. So kannst du sämtliche Töne und Halbtöne in jeder beliebigen Lage spielen.

    2Hz sind für mechanische Systeme machbar (dabei denke ich an das Arbeitstempo von SMD-Bestückungsautomaten), aber im allgemeinen doch schon recht sportlich. Ob du mit 5Hz schon ein vernünftiges Vibrato hinkriegst mußt du sehen-ich sehe das nicht so optimistisch. Du könntest dem Fingerdrücker aber unten eine Gummirolle spendieren und dem ganzen Schlitten an einem Ende des Verfahrweges noch einen Elektromagneten spendieren und diesen mit einer Wechselspannung höherer Frequenz betreiben, sodass der E-Magnet in Verfahrrichtung am Schlitten rüttelt. Damit würdest du bestimmt ein tolles Vibrato hinkriegen, dass du in seiner Intensität/"Frequenz" sogar recht variabel einsetzen kannst.

    Wichtig: Kurze, gaaaaaannz ganz kurze Wege. Sonst hämmerst du zu stark auf dein Griffbrett ein, ich denke nicht das Ebenholz darauf ausgelegt ist mechanisch stark belastet zu werden.

    -so leicht wie möglich

    - nicht zu weit nach oben rausragen, damit da nicht zu viel Drehmoment entsteht, wenn man die Geige kippt
    Vielleicht wäre ein anderer Ansatz besser: Nicht die Geige hält deine Apparatur, sondern die Apparatur hält deine Geige.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    Die genau Abstände muss ich am Wochenende mal messen, aber unter 8mm Abstände zwischen Tönen kommen nicht vor.
    Bist Du sicher dass in höheren Lagen ein Halbtonschritt nicht deutlich weniger ist als 8 mm? In der ersten Okatve könnte es gerade so hinkommen. Ist jetzt aber eher so "gefühlt" von mir, wenn man die Mensur der Geige kennt, sollte man es ausrechnen können ...

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