Vibration dämmen ???

Hi,
ich habe meinen Roboterarm mittlerweile ein wenig programmiert. Er bewegt die Einzelgelenke jetzt gleichzeitig. Ich habe nur das Problem, dass bei den Bewegungen sehr starke Vibrationen auftreten, die ein genaues Zugreifen sehr schwer machen.

Dazu am Besten mal ein Bild, das zeigt, wie der Arm aufgebaut ist (Anhang).

Also die Schulter wird mit 2 400Ncm Servos mit Kunststoffgetriebe bewegt. Der Ellbogen ebenfalls mit einem Servo, von dem ich aber gerade die Kraft nicht weiß. Er ist an der einen Seite festgeschraubt und an der anderen über eine angeklebte 8mm Welle eingehängt (Loch ins Alu und durchgestecht).


Vielleicht hat ja jemand ne Idee.
mfg
jagdfalke

Hallo Jagdfalke,

vielleicht könnte man mit einer Drehfeder die Servos bei ihrer Last unterstützen. Zwei Schrauben in den Segmente versenkt und dann um die Achse mit Federstahldraht eine Feder gewickelt, etwa so wie im Bild. Vielleicht würde das dämpfend wirken, da dann die Servos nicht mehr das ganze Drehmoment aufzubringen hätten.

Gruß Frelk

Vielleicht ginge es auch einen Modellbau-Öldruckstossdämpfer ohne Feder einzubauen, dass er eben nur dämpft.
Der müsste doch normalerweise die Vibrationen/Schwingungen dämpfen?

Eine große Herausforderung bei der Konstruktion ist es, eine hohe Steifigkeit (d.h. kleine Auslenkung beim Aufbringen einer Last) zu erreichen. Geringe Steifigkeit führt zu Auslenkung bei Belastung, was unerwünscht ist.
Beim Unterarm könnte man die Leiterkonstruktion durch ein Blech in der Ebene der Sprossen erweitern, so daß ein Doppel-T-Träger entsteht. Alternativ könnte man mit 2 Blechen das Profil zu einem Vierkantrohr schließen.
Beim Oberarm könnte man ähnliche Versteifungen durchführen, mindestens aber eine Strebe auf die linke Seite vom Ellenbogenservo.
Die Getriebespiele in den Servos sind oft auch eine Quelle von unerwünschter Auslenkung. Hier ist eine bleibende Vorspannung in einer Richtung gut, der Vorschlag von frelk, das Servo mit einer Feder zu entlasten, optimiert zwar die notwendige Motorleistung, reduziert aber die Vorspannung im Getriebe und dürfte bezüglich der Schwingungsneigung eher kontraproduktiv sein.
Die Versteifung der Konstruktion muß in einem vernünftigen Verhältnis zum Zusatzgewicht stehen, weil zusätzliche Massen auch zusätzliche Massenkräfte beim Beschleunigen und zusätzliche Gewichtskräfte erzeugen.
Wenn man sich kommerzielle Roboterarme ansieht, sieht man meistens Rohre als tragendes Skelett, weil Rohre eine optimale Steifigkeit in allen Freiheitsgraden im Verhältnis zum Eigengewicht haben. Als Bastler muß man sich eben behelfen und es mit den vorhandenen Möglichkeiten so gut wie möglich machen.
Ein besonders interessanter Ansatz wäre es, die Auslenkung durch die Schwingung zu messen und durch entsprechende Ansteuerung der Motoren aktiv zu dämpfen.

Zitat:

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Die Versteifung der Konstruktion muß in einem vernünftigen Verhältnis zum Zusatzgewicht stehen Als Bastler muß man sich eben behelfen
Ein besonders interessanter Ansatz wäre es, ... aktiv zu dämpfen.

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Geanu, bei einer leichten Konstruktion kann man zunächst mit ein paar diagonalen Streben die Kostruktion innerhalb eines Tägers versteifen.

Über das Gelenk hinweg könnte eine Schwindungsdämfung in der Nähe des Gelenks (damit es nicht zu groß wird) mit einem klassischen "Stoßdämpfer" (Schwinungsdämfer) erfolgen.
"Stoßdämpfer" (Schwinungsdämfer)Bild hier  

Einfacher und billiger geht es wohl mit einem "Silikondämpfer". Man kann ihn auch außen mit zwei Hebeln anbringen, falls er nicht ins Gelenk selbst passt.
"Silikondämpfer". Bild hier  

Was hälst du von den Dämpfern ausm Kassettenrecorder oder CD-Player, die die Fächer langsam aufgehen lassen.
Sind runde kleine Teile mit Zahnrad dran, könnte man vieleicht über ne Zahnstange oder n direkt angesetztes Zahnrad lösen ;)

EDIT:
Das ist glaub ich das, was Manf unten als Bild zeigt :mrgreen:

Hallo,
sieht ok aus ;-)
Auf dem Bild schwer zu erkennen … aber ich schätze das Ding ist ca. 30 cm hoch.

Vorschläge:
Der erste Arm (auf der drehenden Grundplatt) sieht nicht Verwindungsstabil aus.
„Wackelt vermutlich bei Drehungen der Grundplatte wie ein Kuhschwanz wenn eine Last am Auslegerarm anliegt“
Den müsste man Kreuzverstreben um eine Drehung „in sich“ zu verhindern.
Besser wäre auch, verwindungsstabilere U- oder T Stangen zu verwenden anstatt der flachen Stangen.

Der Auslegerarm (zwischen Gripper und erstem Arm) wird vermutlich bei größeren Lasten der ganzen Mechanik mit Schwungkraft entgegen.
Hier könnte man auch ein Gegengewicht anbringen oder die besagten Dämpfer und Federn .

Zur Not musst Du eben die Geschwindigkeit des Arms deutlich reduzieren um den Massekräften entgegenzuwirken und Laufruhe zu erreichen und/oder die Präzision der Servogelenke durch eigne Gelenke Stützen. Ich kann mir nämlich gut vorstellen das dass quasi Kuststoffservogelenk von sich aus noch nachschwingt.

Gruß,
Chris

EDIT: Edit Edit

Vielen Danke für die ganzen Antworten. Da sind ja viele gute Vorschläge dabei. Mal sehen was ich dann wirklich umsetzten werden, aber jetzt weiß ich ja schonmal was möglich ist.

Thx
jagdfalke

Ich habe bei meinem Hexapod ähnliche Probleme, der hat auch immer "Krämpfe" gekriegt, wenn ich die Servos mit etwas mehr als 6 V betrieben habe. Wenn ich die Spannung dann auf 5 V senke, ist das Schwingen kein Problem mehr. Das Problem ist die Massenträgheit des Hebels am Servo, die Regelung ist dafür nicht ausgelegt. Wenn der Motor dann auch noch schneller wird (mehr Spannung), fängt das Ganze an zu schwingen.

Vielleicht kannst du ja den Ausleger noch etwas im Gewicht reduzieren. Das mit dem Gegengewicht scheint mir auch eine gute Idee zu sein, bei meinem Roboter war es baulich leider nicht möglich.

@Manf: diese Silikondämpfer wären genau das Richtige für mich. Kann man die irgendwo kaufen? Solange warten, bis ich sie aus Schrott zusamengeklaubt habe, will ich nicht.

Jan

Oh ja das mit der Spannung hat schon etwas geholfen. Jetzt ist es nicht mehr ganz so verherend.

thx

Frage zu den Silikondämpfern:
Wie sollel die hier eingesetzt werden??? Ich versteh das nicht ganz.

mfg
jagdfalke

Der Silikondämpfer dämpft Drehbewegungen. Er kann also entweder an einen Gelenk direkt angesetzt werden oder mit zwei Dreh-Hebeln die Änderng des Abstands der beiden Hebel Endpunkte dämpfen.
Manfred

achso, ich setzt den Dämfer direkt auf den Drehpunkt des Gelenks und verbinde den einen Arm mit einem Drekhebel und den anderen auch, nur das der eine an dem schwarzen Teil, der andere an dem Zahnrad fest ist. Oder?

mfg
jagdfalke

Ja, das schwarze Teil gegen das Zahnrad. Ich empfehle den Dämpfer vor allem deshalb, weil er einfach und billig ist und vielfach sowieso noch vom letzten Cassetenrecorder übrig ist.
Manfred

Das scheint mir ne recht gute und preiswerte Methode zu sein. Danke !