ROV Tauchroboter Planung -> Infos zur Steuerung gesucht

Hallo,

Seit einiger Zeit schwirrt mir der Gedanke durch den Kopf ein ROV zu bauen, um die Tiefen zu erkunden die ich mit Tauchen nicht erreichen kann :D.

Die nötigen Funktionen, die dieses ROV mitbringen muss, sind bereits recht konkret.

* Tauchtiefe jenseits von 50m
Sollte kein materialbedingtes Problem sein. Gegebenenfals werden Hohlräume mit Fluorinert geflutet und über ein selbstregulierendes System auf einem inneren Überdruck gehalten. Damit wär die Tauchtiefe praktisch unbegrenzt.

* Kamera mit Livebild-Übertragung:
Wohl auch kein Problem. Kameras und Displays gibts ja heutzutage für nen Appel und 'n Ei. Probleme würde wohl eher die Datenübertragung über ein langes Koaxiakabel machen.
Die ganze Kamera eventuell mit Servos schwenkbar.

* Druck- und Temperaturmessung:
Zur Bestimmung der aktuellen Tauchtiefe.
Dafür kann ich bereits vorhandene Messtechnik 'misbrauchen'

* Druckkörper:
Werden aus standard Aluminiumrohren gefertigt.
Diverse Bauteile werden aus Alu-Platten gefräst/gedreht.

*Auftriebskörper:
Vermutlich Glasschaum. Zur Not Aluminiurohre.

*Antriebe:
4-6 Thrusters, je nach gewünschter Manövrierbarkeit. Für den Anfang sollten 4 reichen. In Standard Aluminiumrohren eingehaust. Über Magnetkupplung wird ein außen-laufender 'Antriebsring' angetrieben.
Dadurch wasserdicht.



Das ganze System soll mit 12 V laufen. Das scheint mir die besste Lösung zu sein. Da die gängigsten Komponenten darauf ausgelegt sind.


Werde demnächst mit dem Bau der 'hardware' und Mechanik beginnen. Also Rahmen, Druckkörper für Antriebe, Beleuchtung, Kameramodul und Hauptrumpf, Antriebsmechanik.
Da wird wohl das meißte in der Werkstatt gemacht werden müssen, wegen der ganzen Dreh-und Fräsarbeiten... zum Glück arbeitet nen Freund in ner Maschinenbaufirma. Hoffe das wird nicht allzu teuer :D
Schätze mal 100€ fürs ganze Alu-Material.
Bei Gelegenheit poste ich hier mal die Konstruktionszeichnungen



Das eigentliche Problem besteht für mich in der Elektronik... trotz Ingenieurstudium hab ich davon leider absolut keinen Plan :D
Deshalb kann ich hier jede Info/Hilfe gebrauchen die ich kriegen kann.
Falls ich mich für eine Steuerung per Laptop entscheide kann ich auch Programmierfähigkeiten vorweisen.

Welche Komponenten benötige ich für den Antrieb von 4-6 Motoren? Vorzugsweise regelbar. Also nicht nur ein und aus. Am bessten über 3(4)-Achsen-Joystick für vor/zurück, links-drehung/rechts-drehung, (links-gleiten/rechts-gleiten), hoch/runter.
Wo finde ich infos zu Controllern oder möglichen Schnittstellen am PC?
Welche Steuer-/Regelkomponenten gehören ins ROV und welche in die Steuerkonsole?
Was gibts bei der Videoübertragung zu beachten? Muss da eventuell ein Verstärker eingebaut werden?


Wie weit kann ich das ROV fertig bauen bevor ich mir konkrete Gedanken zur Steuerung machen muss? Motoren, Kameramodul, Messtechnik alles schonmal kaufen und einbauen?



Autsch.. das waren jetzt viele Fragen.... und das ist gerade mal der Anfang :D



Muss jetzt erstmal nen Kaffe am automaten ziehen und Feierabend machen!

Freue mich schon mal auf Antworten,

Sascha

Hast dir ja ganz schön was vorgenommen^^

Was für Mots willst du verwenden?? max. Verbrauch ??
Du solltest ungefähr wissen was für Mots du verwenden willst weil du dann die Motorsteuerung dannach Richten musst.

Schönes Projekt was du dir da vorgenommen hast ;-)
Wenn du mit 4 Motoren auskommen willst sollten mind. 2 davon schwenkbar sein. Ansonsten tuens auch 6 festinstallierte.
Ich würde die Orientierung mittels Sensoren ermitteln und das ROV mittels Lageregelung inertial stabilisieren. Mit zwei Beschleunigungssensoren und einem Kompassmodul(oder Gyros) sollte das machbar sein. So hält der Tauchroboter auch ohne ständiges Korrigieren die Orientierung, dann brauchste nur Änderungen übermitteln. Die absolute Position kriegste allerdings nur über die Drucksensoren in der Höhe festgelegt. In die beiden anderen Richungen wirste wohl Drift haben, gps unter Wasser klappt wohl nicht.
mfg pommes

Zitat:

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Zitat von techboy

Hast dir ja ganz schön was vorgenommen^^

Was für Mots willst du verwenden?? max. Verbrauch ??
Du solltest ungefähr wissen was für Mots du verwenden willst weil du dann die Motorsteuerung dannach Richten musst.

Mfg.Attila Földes

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Gute Frage. Ich könnte das entweder wie ein richtiger Ingenieur machen und rechnerisch erstmal ein Axial-Schaufelrad berechnen, danach den Motor auslegen und das Rad neu erfinden. Oder ich nehme einfach irgend einen Motor den ich gerade finde und für stark genug einschätze und messe da die Stromaufnahme unter Realbedingen und zerbreche mir anschließend den Kopf über die Steuerung ;)

Muss mich da mal mit nem Kumpel kurzschließen... der hat da Ahnung was es so für Modellbaumotore gibt. Aber Bei 12V werden schon ein paar Ampere zusammen kommen.

Zitat:

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Zitat von pommes

Schönes Projekt was du dir da vorgenommen hast ;-)
Wenn du mit 4 Motoren auskommen willst sollten mind. 2 davon schwenkbar sein. Ansonsten tuens auch 6 festinstallierte.

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Ich tendiere selbst zu der 6-motorigen Variante.
Schon aus dem Grund dass bewegliche Achsen unter Wasser immer eine Schwachstelle sind -> Leckage
Daher auch der Aufwand mit den Magnetkuplungen.

Es sei denn jemand hat hier ne Idee wie ich eine Welle wasserdicht bekomme :)
Stevenrohr wird ab ner bestimmten Tiefe problematisch.

Mal gucken ob ich übers Wochenende nen 3D-Modell fertig bekomme

Zitat:

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Zitat von pommes

Ich würde die Orientierung mittels Sensoren ermitteln und das ROV mittels Lageregelung inertial stabilisieren. Mit zwei Beschleunigungssensoren und einem Kompassmodul(oder Gyros) sollte das machbar sein. So hält der Tauchroboter auch ohne ständiges Korrigieren die Orientierung, dann brauchste nur Änderungen übermitteln. Die absolute Position kriegste allerdings nur über die Drucksensoren in der Höhe festgelegt. In die beiden anderen Richungen wirste wohl Drift haben, gps unter Wasser klappt wohl nicht.
mfg pommes

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Das wär wohl zu viel des Guten.
Das ganze ROV sollte allein durch seine Oben angeordneten Schwimmkörper selbstaufrichtend sein und sich von alleine in Waage halten.

Kompass hatte ich ganz vergessen oben zu erwähnen. Genauso das Sonar/Sidescan-sonar. Aber letzteres ist erstmal nebensächlich.

haste auch schon irgendwelche programmier kenntnisse für dieses große Projekt was nicht leicht werden dürfte?

und was für Mikrocontroller nimmste dafür?

gruß
patrick

Programmierkenntnisse sind durchaus vorhanden.
Wird wohl aber weniger die große Rolle spielen, da das Ding nicht autark arbeiten soll.

Inwieweit Programmierung bei den Controllern nötig wird weiß ich nicht.
Wie oben geschildert, hab ich von der Controller-Materie (noch) keinen Schimmer ;)

achso ok

dann viel spaß

gruß
patrick

hy,

gibts sschon konkrete Pläne? Technische Lösungen?
Hat jemand nen Link zur technischen lösung des Auftriebskörpers?

Danke
Christian

Hallo Ricochet,

ich hab mal was hier im forum zum Thema "Tauchroboter" gefunden,
vielleicht kennst du des ja schon aber trotzdem schau mal hier:

https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...&highlight=rov

http://www.t-bot.de

Viel Spass beim Bauen und Basteln! Halt die Community auf dem neusten Stand! Wäre schön!

Jonas

@Ricochet,

also ich habe mal gelesen was Du oben geschrieben hast und ich glaube ich bin fast der einzige hier der zu diesem Thema schon mal Erfahrungen preisgeben kann. Du solltest mal meine T-Bot Page anschauen und dann nochmal Dein komplettes Konzept überdenken, so wie Du Dir das vorstellst kalkuliere ich mal gute 2.500,- Euro für Deinen ROV.

Ebenso solltest Du Dir mal den kompletten Thread hier einfahren:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...59785c36890eff

Gruesse Clemens

Hallo Clemens,

Über deine T-Bot Seite war ich glaube überhaupt erst zu diesem Forum gelangt :D
Hab mir das selbstverständlich als erstes alles durchgelesen.

Mit der Konstruktion hab ich bisher noch nicht begonnen. Das verschiebe ich aus Zeitgründen erstmal bis Februar. Als erstes will ich mir einen satz Motoren zulegen. Davon hängt die Konstruktion der Antriebsdruckkörper ab mit der ich erstmal Erfahrung sammeln will.

Ich hab mir überlegt für die Steuerung eventuell eine Siemens Logo zu verwenden. Die sind relativ billig, einfach am PC zu konfigurieren und erweiterbar.

Also ich drück Dir die Daumen, habe im letzten halben Jahr sehr viel dazu gelernt was Wasserdruck angeht und bin mir heute nicht mehr so ganz sicher ob ich die 30 Meter Marke wirklich schaffe. Vor allem sind die Kosten schon ziemlich in hoch für das was ich bis jetzt schon habe. Werde bestimmt bald wieder mit Dampf an mein Projekt gehen.

Gruesse Clemens

sowas würde mich ja auch jucken - ein tauchbot.
Tauchen lernen ist mir im moment zu teuer und zu aufwendig. Und die tiefen Kubas zu erkunden würde mich reizen, zumal es nahe der küste Varaderos recht tief runter geht...

nettes projekt!

Zitat:

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Zitat von LuK-AS

Also ich drück Dir die Daumen, habe im letzten halben Jahr sehr viel dazu gelernt was Wasserdruck angeht und bin mir heute nicht mehr so ganz sicher ob ich die 30 Meter Marke wirklich schaffe. Vor allem sind die Kosten schon ziemlich in hoch für das was ich bis jetzt schon habe. Werde bestimmt bald wieder mit Dampf an mein Projekt gehen.

Gruesse Clemens

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Wenn ich nacher auf Arbeit bin poste ich mal nen Skizze wie man den Wasserdruck umgehen kann. Das ist im Prinzip ganz einfach.. könnte aber eine kleine Sauerei geben ;)


Vieleicht hast du auch Interesse an nem Excel-Sheet zur Berechnung von zylindrischen Druckbehältern auf Beanspruchung durch äußeren Überdruck.


Also bis nacher.

Also hier mal kurz schematisch dargestellt wie man das Problem mit dem Wasserdruck umgeht.
Der Innenraum eines Druckbehälters, z.B. eine Antriebseinheit, wird komplet mit Öl gefüllt. (Kein Salatöl oder ähnliches, da das Wasser enhalten kann. Außerdem können Fettsäuren Metallteile angreifen)
Der Druckbehälter verfügt ausserdem über ein flexibles Ausgleichsgefäß. (auch das ist mit Öl gefüllt)
Das ganze sollte unter einem Gewissen Druck stehen. Sollte das Ausgleichsgefäß ein Stück Gummischlauch sein so kann man den Schlauch mit ein paar Schlauchschellen zusammenquetschen und so für den nötigen überdruck sorgen.

Beim Tauchen drückt nun der Wasserdruck auf das Ausgleichsgefäß und erhöht somit den Innendruck.
Demzufolge herscht im Druckbehälter selber immer der zuvor eingestellte Überdruck. Ganz egal wie tief das ROV taucht.

Das Öl schadet auch in keiner Weise der Elektronik. Im Gegenteil, es sorgt für eine viel bessere Wärmeabfuhr als Luft.
Statt Öl kann man auch ein Zeug nehmen dass sich Fluorinert schimpft. Hab mich aber noch nicht schlau gemacht wo man das herbekommt geschweigedenn was es kostet.


Hab mal noch meine Exceltabelle zur Berechnug von Druckbehältern angefügt. Die Stoffwerte sind im Moment noch für Stahl. Keine Ahnung was PVC (oder woraus auch immer deine Schwimmbadrohre bestehen) für einen E-modul bzw Querzahl hat. Vieleicht mal danach googlen!
Da ich die Tabelle gemacht habe übernehme ich keinerlei Haftung für deren Richtigkeit ;)

Hi!

Die Idee mit dem Füllen des Druckkörpers mit einer Flüssigkeit ist gut, es bleiben aber ein paar Dinge dabei zu beachten:
Ich kenne diese "Fluorinerts" ein wenig. Das sind meist perflourierte (alle H-Atome durch F ersetzt) Kohlenwasserstoffe bzw. nahe Verwandte. Sie werden hauptsächlich für die Elektronikbranche hergestellt, eben weil sie komplett inert gegenüber in der Elektronik verwendeten Materialien sind und dabei super elektrische Eigenschaften haben. Aber vorsicht, das Zeug ist sauteuer! (schau mal hier: http://www.parallax-tech.com/fluorine.htm)
Wenn du Öl nimmst, dann darf es nicht zu zäh sein, sonst verbrätst du bei schnellaufenden Motoren zuviel Energie. Bei relativ trägen Servos sollte es aber gehen.
Ich habe zwar von Optik nicht so die Ahnung, aber die Linse einer Kamera in Öl hat sicher nicht mehr die gleichen Eigenschaften wie eine an der Luft - und dann ist da noch der Hohlraum zwischen Linse und CCD-Chip. Ich schätze, daß zumindest der Kameraraum mit Luft gefüllt sein muß.
Deiner ersten Äußerng (oben) nach bist du Sporttaucher - wie wäre es, ein Druckausgleichssystem nach Art des Lungenautomaten mit Gas zu nehmen? Eine mit dem Innenraum in Verbindung stehende Membran betätigt solange ein mechanisches Ventil, bis der Druck ausgeglichen ist. Gibt keine Probleme mit Optiken, ist keine Sauerei, kostet nicht die Welt (man kann Argon oder CO2 vom Schweißschutzgas verwenden) und ist nicht besonders zäh. Einzige Schwachstelle ist, daß man eine Entlüftung nach außen bauen muß, damit das Gas beim Aufsteigen auch wieder entweichen kann, was jedoch ein potentielle Leckstelle ist.
Eine Variante dieser Idee wäre, daß man das ROV vor dem Einsatz mit einem bestimmten Druck aufbläst - spährische Druckkörper widerstehen bei gleicher Wanddicke einem wesentlich höheren Innen- als Außendruck. Das ganze kann man natürlich nicht unbegrenzt weit treiben und das "abdrücken" sollte man vielleicht auch erst machen, wenn der Bot schon im Wasser ist, für den Fall, daß doch ein Teil nachgibt und platzt (Achtung! Bei größeren Bots kann man da schon in Bereiche kommen, wo man offiziell mal in die Druckgeräterichtlinie schauen sollte!)
Über die Idee einer Magnetkupplung für die Motoren habe auch schon nachgedacht, habe aber noch nicht so richtig die Ahnung, wie ich das so präzise bauen könnte...

Gruß

Die Idee mit dem Druckausgleichssystem halte ich auch für gut.
Eine normale Taucherflasche dürfe vom Volumen groß genug sein um die Hohlräume zu füllen.
Da der Druck ja alle 10 Meter um ein bar zunimmt, würde das ja heissen, dass eine mit 200 bar gefüllte Flasche bis in eine Tiefe von 2000 Meter reichen würden.
Es gibt aber ja auch Linsen, die in einer Flüssigkeit liegen. Der Mechanismus mit der Flüssigkeit wäre ja weitaus einfacher. Wie wird das denn bei den ROVs der Unternehmen gelöst ?

Würde mich auch über detaillierte Skizzen und Pläne freuen !

Gruß