Roboter Idee mit Fahrrad Rädern

Hi!

Habe seit langem eine Roboter-Idee im Kopf und wollte mal wissen was ihr davon haltet, ich hoffe nur ich kriege sie einigermassen gut rüber ohne Skizze... 8-[

Also! Zuerst mal stellt euch einen länglichen Kasten vor, von der Form her wie ein aufgestellter Umzugskarton, nur kleiner. Darin befindet sich von unten nach oben zwei Bleiakkus mit ordentlich Gewicht, zwei 24V Motoren mit 250W, das "Hirn" (Motor Board, Mainboard, usw.), und ganz oben eine Welle mit zwei Zahnrädern. Jetzt werden die Motoren mit zwei Ketten mit den oberen Zahnräder verbunden, und an die Zahnräder werden zwei Fahrrad-Räder festgemacht. Der Kasten "schwebt" nun also in der Luft. Sobald sich die Motoren bewegen dreht sich die ganze Konstruktion, da aber die Bleiakkus sau schwer sind erhalten sie das Gleichgewicht und der Robby bewegt sich vorwärts.

Meint ihr das ganze klappt und wird nicht zuuu wackelig? Einen Bordstein sollte das Teil ja mindestens überwinden, oder? :-k

Wenn ich das mit der Motoransteuerung mit 24V nicht hinkriege, was würdet ihr für andere Motoren empfehlen? Man hört so oft von Scheibenwischermotoren, taugen die was?

Vielen Dank für sämtliches Feedback!

triLLy

So eine Idee habe ich auch schon seit Jahren.
So Riesig wollte ich das aber nicht machen. Räder von einem Kinderfahrrad. Dann kann man das Teil noch transportieren.

Hi!

Groß wird es schon, wenn man aber die 18AH Bleiakkus bedenkt und dazu die 250W Motoren (die hab ich nämlich schon) wird das halt so groß. Fahrradräder hab ich auch schon... ;)

Was ich auch noch hab, ist ein 600Mhz Mainboard was ich zusätzlich zu einem AVR Board reinbauen wollte um den Robby per WLAN zu kontrollieren. Einen Linux Robby zu bauen wär auch mal was! ;)

Bis Dann,

trilly

Wenn du ein Mainbord mit Stromversorgung und .... dann kommt schon was zusammen.
Du bringst mich aber auf eine Idee: Einen WlanRouter mit Linux mitfahren lassen. Ich denke da an http://openwrt.org/ Wenn man den Anzapfen kann um die Daten an die Robby-Steuerung weiter zu geben ?
Dann brauch ich kein Stromfressendes Mainbord !

Hi!

Ja, den WRT kann man auch als Client benutzen, dann kann er sich mit anderen Access Points verbinden. Jetzt müsstest du nurnoch irgendwie den Router an dein Robo Board kriegen... Vll. befindet sich ja eine RS232 Schnittstelle an dem Router? Ich habe gehört der soll ziemlich viele Anschlüsse Intern haben.

Ich will trotzdem mein MoBo verbauen, da ich auch Webcams und sonstige Sachen verbauen will. Das Teil wird schon groß, aber nicht sehr teuer so wie ich das geplant hab.. Ich hab ja schon die hälfte der Teile. ;)

Was meint ihr wie lang halten die Akkus durch bei den 2 Motoren und dem Computer? Immerhin habe ich 18AH @ 24V! :)

Tschö,

Trilly

Ich habe mal einen Blick auf die Hardware-liste geworfen - http://wiki.openwrt.org/TableOfHardware - da hat sich doch einiges angesammelt. USB und RS232 gibt es da. Schneller sollte es aber über den LAN-Port gehen. Eine WEB-Kamera ist da ja auch möglich.

Aber wenn du schon die Teile hast, dann ist es doch sinnvoll die auch zu nehmen.
Akku: Du wirst ja die Motoren nicht im Dauer-betrieb mit voller Leistung laufen lassen. Das 600MHz Bord, keine Ahnung was das so zieht.
Du wirst auch ein Netzteil für die verschiedenen Spannungen brauchen. Um nicht in den Reglern die Leistung zu verheizen wirst du an einen Schaltregler nicht vorbei kommen.
Schau dir erst mal an, welchen Aufwand und Leistung du da brauchst, dann wirst du auch abschätzen können ob du mit dem Akku hinkommst.

Zitat:

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Was meint ihr wie lang halten die Akkus durch bei den 2 Motoren und dem Computer? Immerhin habe ich 18AH @ 24V!

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Das ist eigentlich keine Glaubensfrage sondern lässt sich errechnen ;-)

Wenn deine Motoren 250W bei 24V brauchen, ziehen sie ca. 10.5A.

Bei 2 Motoren sind das 21A. Die kann ein Akku mit 18Ah theoretisch maximal 18/21=0,85 Stunden lang liefern.

Du kannst einen Akku aber nicht komplett leer saugen, die Kapazität die drauf steht ist meist nur die werbewirksame Darstellung des Herstellers, sobald der etwas älter wird, wirds dann noch weniger und dein PC-Board braucht auch noch Strom.

Damit landest du dann bestenfalls bei einer halben Stunde, eher weniger.

Du solltest dir allerdings mal die Daten von den Motoren genauer ansehen. Die 250W sind vermutlich die Nennleistung. Wenn du die Motoren weniger belastest brauchen sie etwas weniger, wenn du sie teilweise höher belastest auch mehr Strom.
Den Verbrauch der PC-Komponenten, Verluste in Reglern usw. soltest du auch nicht vernachlässigen, wenn du die maximale Betriebsdauer genauer errechnen willst.

Zur Not würd ich fürs mainboard ne eigene Stromversorgung einbeziehen...

Klingt nach einer netten Idee.
Du hast auch schon bemerkt, daß groß nicht unbedingt teuer sein muß, weil man dann viele Standardkomponenten verbauen kann. Und dennoch Dinge verwirklichen kann, die bei einem kleinen Roboter undenkbar wären: Webcam, WLan...

Zum Thema "Bordstein hochfahren". Da müßte meinem Gefühl nach der Akku schon ganz weit unten bzw. außen sein, je nach "Verkippung" des Roboterinnenteils. Kann man ungefähr so überschlägig rechnen: Bordstein (noch harmlos) 8cm hoch. Rad (26" Felge mit Reifen) ca. 72cm Durchmesser. Rad steht am Bordstein an, ab jetzt bildet die obere Kante des Bordsteins den Kipp-Punkt. Der Schwerpunkt des ganzen Roboters muß also über diesen Kipp-Punkt gesehen auf die Seite des Gehwegs gebracht werden. Auf den folgenden Skizzen sieht man, daß dazu der Akku schon sauschwer gegenüber den anderen Komponenten sein müßte (vor allem die Räder haben ihr Gewicht, und deren Schwerpunkt ist an denkbar schlechter Stelle) und wirklich ganz flach am Boden des "Schuhkartons" (der hier übrigens 40x30x20cm hat).

Es gab schon jemand, der einen "Kugelroboter" bauen wollte - in dem Thread hat Manf ein interessantes Bild gepostet. Der Threadstarter fands dann doch langweilig, weil das jemand anderes schon gebaut hat. Jetzt baut er glaube ich eine Zeitmaschine... :D

Und natürlich die aktiv gleichgewichtsgeregelten Robos. Die können im Bedarfsfall ihren hoch liegenden Schwerpunkt weit nach vorne kippen. Problem: Mit der Lageregelung halst man sich eine Aufgabe auf, die einen lange in Atem hält. An nette Gimmicks wie Webcam oder WLan ist dann nicht zu denken.

Ach ja: Hast Du Dir schon eine Vorstellung vom Webcam-Bild gemacht, wenn der Schuhkarton beim Beschleunigen und Bremsen innerhalb der Räder immer nach vorne und hinten schaukelt? :-&

Hallo!

Danke für die Antworten!

Ich glaube 'toemchen' du hast das ein bisschen falsch verstanden (oder ich habs schlecht erklärt..)! Der Kasten bewegt sich nicht innerhalb der Räder, sondern ist oben fest mit der Achse verbunden!

Als Anhang mal eine Skizze. Unten sind die Akkus, oben die Motoren die mit Ketten und Zahnrädern mit der Achse verbunden sind.

Auf deinen Skizzen war der "Kasten" irgendwie ausserhalb des Zentrums. :-s

Bis Dann,

trilly

Wenn dein Bot über den Randstein fahren soll, wird er das erst können, wenn der Schwerpunkt so weit ausgewandert ist, wie in den Zeichnungen angedeutet.

Hi, auch mir waren die zecihnungen von toemchen nicht ganz klar...
aber damit dein vorschlag funktioniert, müssen die akkus schon ziemlich schwer sein.

Ein andere, aber wesentlich kompliziertere Lösung wäre, dass der Kasten nicht nach unten hängt sondern nach oben balanciert wird. Damit könnte er dann auch höher als der Raddurchmesser sein, wodurch man einen besseren Hebel erreicht. Damit würdest du dann auch einen Boardstein hoch kommen, aber das Gerät im Gleichgewicht zu halten wäre schon was...

Das würde dann ja sehr stark diesem zweirädrichen Ein-Mann-Vehikel ähneln, auf dem man draufsteht... Ich kennt es bestimmt.

Gruß
Johannes

Johannes,
meinst du dieses Teil?
http://www.segwaykaufen.de/segway/index.php

Gruß, Günter

genau das :-)

(jetzt muss ich dieses 15 Zeichen-Minimum austricksen...)

Erstens - wieso sind jetzt meine Bilder erst nach Download erreichbar? Zu groß? Was ist die Grenze (in Pixel oder in Dateigröße)?

Ok, zum anderen: Ich hab natürlich nur huschhusch drei Elemente zusammengeschustert. Daß irgendein Element bis zu den Radnaben hochreichen muß, um die Räder zu halten und anzutreiben, ist schon klar. Der Kasten bei mir auch gleich vorne drangezeichnet, nämlich dort, wo er sich durch das Antriebsmoment selbst hinhebt, wenn ein Hindernis kommt.

Das Problem bleibt aber: Für den Bordstein muß der Schwerpunkt des GESAMTEN ROBOTERS ca. höchstens 100mm von der Lauffläche entfernt sein. Das wird auch mit einem schweren Bleiakku nicht zu schaffen sein. Die Räder wiegen bestimmt alleine ca. 2-3kg, und deren Gewichtsverteilung kann man nicht ändern. Das Gegengewicht müßte ja ein Vielfaches davon sein, und dieses auf deutlich weniger als 200mm Höhe vom untersten Boden des Kastens weg...
(Äh, kommt Ihr noch mit?)

Aber: Dann geht der Bordstein halt nicht. Für kleinere Unebenheiten und Steigungen reichts schon. Der Vorteil ist ein stabiles System.

Dann gibts noch die Möglichkeit, mit Schwung ranzufahren. Das schafft selbst ein angeschubstes einzelnes Vorderrad von nem Fahrrad, trotz seines zentralen Schwerpunkts.

Oder ruckartiges Beschleunigen am Hindernis. Dann arbeitet man nicht nur mit der statischen Schwerpunklage, sondern mit dem Massenträgheitsmoment des "Exzentergewichts" Akku.

Übrigens: Habt Ihr Euch schon mal vorgestellt, wie das bei einer Steigung ist? Wenns dem Schwerpunktsystem langsam zuviel wird? Dann macht die Box in der Mitte erstmal langsam einen Kopfstand innerhalb der Räder, und dann geht es wuuuuupwuuuupwuupwupwupwup immer schneller rückwärts den Berg hinunter :-&

Also ne Sicherung mit Neigungssensor wär gut...

Hallo!

Ja, über einen Neigungssensor hatte ich auch schon Nachgedacht, wird wohl später angebaut! (Ver. 1.1 ;) )

Zu den Motoren: Welche anderen Motoren könntet ihr mir für den Zweck empfehlen? Super wären auch welche an denen ich die Räder direkt anschrauben könnte, ohne Kette (Weniger Aufwand -> Schneller Fertig). So wie ich das sehe sind die 250W ein bisschen oversized, und zuviel für den Akku! (30min?!!?) Oder sollten es schon 250W sein?

Ganz nebenbei sind 12V Motoren besser anzusteuern!

Vorschläge? Grösse spielt übrigens keine Rolle! *Muhahaha* ;)

EDIT: Vll Scheibenwischer Motoren? Die brauchen natürlich ein Getriebe! (Kette)

EDIT2: Kann ich das Schneckengetriebe eines Scheibenwischermotors verwenden? Dann hat so ein Motor ja bis zu 105U/Min, wie schnell wird das gefährt dann? Hat jemand vll. eine Formel? Meint ihr die Leistung reicht?


trilly

Mit Ketten kannst Du auch die Motoren ganz unten im Kasten anbauen, das hilft mit dem Schwerpunkt...

Räder hast Du zwar schon... Aber wenn Du Dein normales Fahrrad funktionsfähig halten willst, würde ich irgendwelche Vorderräder von Mountainbikes mit Scheibenbremse empfehlen. Die Lagerung ist schon integriert (die ganz normale Nabe), und statt der Bremsscheibe kann man wohl einfach ein großes Kettenblatt montieren...

Mit so Elektroscooter-Motoren direkt mit einer Kettenstufe auf die Räder zu gehen, dürfte immer noch zu schnell sein. Akkuschraubermotoren? Scheibenwischer ist wieder arg langsam.

Also irgendwie, wenn man sich das Fertige vorstellt, ist das ein komisches Gefährt. Man meint, es müsste kippen (steht jaauf etwas rundem) aber es kippt einfach nicht. Allerdings sollte man Bremsen einbauen, weil es sonst eventuell wegrollt.

Hallo!

Um die Kette komme ich wohl nicht drumrum, sieht aber auch cooler aus, irgendwie.. ;) Das mit Scheibenwischmotoren direkt geht ja sowieso nicht weil die immer blockieren, bei einem Kettenantrieb kann ich das kontrollieren (Kurzschluss).

Was meint ihr denn was ich gegen den Stromverbrauch machen kann? Wenn ich die Motoren auf halber Leistung laufen lasse (PWM) sollten sie doch immernoch mehr bringen als so ein Scheibenwischermotor, und dann kann der Robo ja länger fahrn. Einen "Mega TURBO" Modus hätte er dann auch noch. Wenn man mal bedenkt das mich einer von den Motoren durch meinen ganzen Ort befördert hat, werden zwei das bei einem grad mal 20-30kg schwerden Gefährt jawohl recht schnell können? Sogar bei halber Power! :D

Was denkt ihr, wie kann ich den Akku sonst schonen mit Software Maßnahmen? Krieg ich dann die selben Zeiten wie bei einem 12V-4A Scheibenwischermotor? Wahrscheinlich nicht, oder?

triLLy

Zitat:

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Zitat von triLLy

Dann hat so ein Motor ja bis zu 105U/Min, wie schnell wird das gefährt dann? Hat jemand vll. eine Formel?

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Ich will dir ja nicht zu nahe treten, aber du solltest vielleicht erstmal was kleineres versuchen, dann ist die Enttäuschung dann nicht so groß...vielleicht das ganze erst mal als Modell bauen, von der Programmierung usw. dürfte ja nicht viel anders sein.

Im Übrigen machen 105 Umdrehungen/Minute bei einem 26 Zoll-Rad (=66cm, *PI=Umfang=2m) ungefähr 200 Meter pro Minute, also 12km/h.

MK

Zitat:

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Zitat von triLLy

Hallo!

Was meint ihr denn was ich gegen den Stromverbrauch machen kann? -
triLLy

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HI,

als DC Motoren ziehen die Teile bei guter Anpassung (Kettenuntersetzng) sowieso nur soviel, wie sie gerade brauchen, und das wird ganz sicher deutlich weniger als die maximal-Leistung sein.

Wenn du beide Antriebe mit PWM und Drehzahlregelung (Inkrementalgeber, Tacho, Bürstenfeuer,...) betreibst, spielt sich das von alleine ein..

Gruß Sigo

Zitat:

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Zitat von Vogon

Ich habe mal einen Blick auf die Hardware-liste geworfen - http://wiki.openwrt.org/TableOfHardware - da hat sich doch einiges angesammelt. USB und RS232 gibt es da. Schneller sollte es aber über den LAN-Port gehen. Eine WEB-Kamera ist da ja auch möglich.

uch abschätzen können ob du mit dem Akku hinkommst.

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Moin moin zusammen,

Ich habe beim Stöbern nach Beschleunigungssensoren das Folgende Board
entdeckt.
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Das FOX Board ist nur 66 mm x 72 mm groß und enthält ein vollständiges LINUX-System

Axis ETRAX LX100 Multi Chip Module
32 Bit RISC CPU, 100MHz Takt, MMU, 8KB Cache
4 MB Flash, 16 MB SDRAM
10/100 Mbps Ethernet Port (RJ45-Buchse)
2x USB-Port (Full-Speed Host)
RS232-Port (TTL-Pegel) und I2C
IDE, SCSI oder Wide-SCSI
zwei Stiftleisten mit je 2x20 Pins
3,3V-IOs, 5V-tolerant
Versorgung: 5V=, ca. 280mA
Abmessungen: 66mm x 72mm
Ready-to-run Embedded Linux System (Kernel 2.6)
Standardanwendungen: HTTP (Web-Server), FTP, Telnet, DHCP, SSH, PPP...
Firmwareupdates jederzeit einfach via LAN-SDK, FTP-Client oder Web-Browser!
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Für 160 Euronen bietet das eine Menge an Möglichkeiten und verbraucht
recht wenig Energie.

http://www.sander-electronic.de

Programmiersprachen gibt es für Linux ja genug, Zur Not nimmt man einen
DOS Emulator und installiert darin Qick-Basic. *ggg*

Gruß Richard

naja... soll das ganze ein Computer werden? Ich mein ja nur, aber Linux braucht man im Bot doch nicht wirklich, oder?

Zitat:

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Zitat von Lunarman

naja... soll das ganze ein Computer werden? Ich mein ja nur, aber Linux braucht man im Bot doch nicht wirklich, oder?

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Moin moin,

Es ging ja darum ein komplettes M-Board mit allen seinen Spannungswünschen in diesem Fahrrad Bot ein zu bauen.
Da ist das von mir erwähnte Board mit nur einer 5 V versorgung und der geringen Größe dann doch einfacher zu realisieren. :-)

Wer sich mit Linux nicht verträgt..wie schon geschrieben, DOS Emulieren und Quick Basic starten. Damit sollte jeder zurecht kommen. :-)
c oder c++ wird unter Linux nicht anders gehandhabt als sonst auch.

Die Webserver Funktion in Verbindung mit einem W-Lan USB Stick hat auch etwas für sich, z.B. ne Webcam am 2. USB Port...

Gruß Richard

HI

Ihr braucht keine Beschleunigungssensoren oder sonstige aktive Stabilisierung.
Wenn der Schwerpunkt ausreichend weit tief liegt, funktioniert das Ganze ganz gut.
Das funzt bei mir jetzt schon seit nem knappen halben Jahr. Mein Jufo Bot ist so aufgebaut.
Die Räder sind aber aus Alu, wiegen etwa 200gr und haben einen Durchmesser von etwa 14cm. Der Roboter selbst ist 30cm lang, durchmisst 7cm und ist rund.
(Vorstellung in anderem Forum folgt demnächst)

VLG Tobi

PS / Edit: Das Bordstein hochfahren hängt rein vom Verhältniss Raddurchmesser / hindernisshöhe ab... (schwere Räder mit hoher träger Masse machen sich auch bezahlt...