Mehrradantrieb

oder wie sich das schimpft.

Ich habe vor einen kleinen Bot zu basteln, der an jeder Seite über mehrere Räder angetrieben wird. Also analog zum Kettenantrieb, nur mit mehreren Rädern. Dabei sollen alle Räder angetrieben werden.

Bevor jemand fragt warum nicht zwei Räder+Stützrad, das Ganze soll recht geländetauglich sein.

Auf was müsste man dabei besonders achten? Funktioniert das Ganze eigentlich schon mit "nur" 2 Rädern pro Seite? Gedacht habe ich an 3..5 Stück. Jede Seite wird natürlich mit einem extra Motor angetrieben.

Die Grundplatte des Bots wird übrigens so ungefähr 1/2 Eurokartengröße haben. Das Ganze soll ein einfach nachzubauendes Anfängermodell werden. Die Kosten für Grundplatte + Antrieb werden sich um die 10,-€ bewegen. Wäre das interessant? Wenn ja, dann kann ich die Ergebnisse in ein paar Wochen hier reinstellen.

Gruß
BlackBox

Wenn es gelädetauglich sein soll, dann verändern sich im Gelände die Positionen der Räder erheblich und trotzdem wird dabei eine sehr unterschiedliche Last (Bodenhaftung) an den Rädern auftreten. Das ist ein ziemlich großer Aufwand an beweglichen Kraftübertragungen.
Der nächste Schritt ist dann die Lenkung der flexibel aufgehägten angetriebenen Räder denn ohne Lenkung kann man sich im Gelände leicht verkeilen wenn man nicht versucht mit Ketten über die Unebeheiten wegzugleiten.
Wie groß soll denn die senkrechte Auslenkung der Räder werden?

Ich glaube mit vier Rädern hat man da genug zu tun.
Oder es soll nur wie ein Geländefahrzueg aussehen? Dann gehen leicht viele nicht angetriebene Räder.

Ein Geländerobot muss "sportlich" gestaltet sein. ich würde drei große Reifen pro seite anwenden die im abstand von 5mm zueinander angebracht werden sollten. Dann verkeilt sich da nix!!! vertikale ausrichtung ist überflüssig. Baue ihn so, da? er niemals fortbewegungsunfähig ist. So das fals er umkippt, er einfach weiterfahren kann. so sollte, finde ich, jeder Bot konstruiert sein. am besten versiegelst Du alles damit er auch wasserläufe durchfahren bzw. durchschwimmen kann. Da empfehle ich Dir mal auf modellbauseiten nachzuschauen wie du das am besten machst. wellenabdichtungen findest Du da bestimmt.
was soll der bot denn können? bei der größe ist er als inspektionsbot für rohrleitungen zu gebrauchen. wie hast Du dir das denn vorgestellt mit der energieversorgung. wird er autonom, hängt er am kabel, oder ist er einfach nur ferngesteuert?

Gruß
Tobe

Also eigentlich müsste der sich bei 3 Rädern pro seite nicht gut drehen könne, weil die >Räder einen zu großen widerstand haben. Irgendwo hab ich mal nen Roboter gesehen, der auch drei Räder pro seite hatte, von denen aber die ausserren ohne gummi waren.

2 räder klappt super.

wenn du 2 große räder nimmst dann fährst du meiner meinung nach besser

(siehe post von matthias)

ne andere möglichkeit wäre noch wenns net so auf odometrie ankommt 6 bzw 4 räder zunehmen und jeweil die vorderen und hinteren 2 wie eine auto lenkung ansteuern

mechanisch aber recht komplziert (auch wegen der schlecht vorher zu berechnenden auftretenden kräfte)

@Tobe
Eine der harten Erkenntnisse im echten Leben ist, dass viele Dinge leichter gesagt als getan sind ;-)
Wenn ich das Taschengeld von Bill Gates und ein paar gute Mechaniker bei der Hand hätte, würde ich den Robby natürlich auch so bauen lassen, dass er sich niemals festfahren kann, nach dem umkippen einfach weiterfährt, wasserdicht ist usw.
Naja, vielleicht würde ich mir statt dem Robby dann aber auch ne Segelyacht und nen Ferienhaus kaufen ;-)
Bei begrenztem Budget oder man beim Bauen gar selber Hand anlegen muss, muss man aber meist doch ein paar Kompromisse in Betracht ziehen.

- Wasserdicht dürfte z.B. gar nicht so einfach sein. Elektronik und Wasser verträgt sich nicht so besonders gut und die meisten Sensoren verlieren sehr an Effektivität wenn man sie in Kunstharz eingiessen muss. Mir wärs dann fast noch lieber, wenn der Robby vorne im 5 cm tiefen Wasser absäuft, als wenn er blind am Grund des Teiches rumdümpelt bis die Akkus leer sind.

Zitat:

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ich würde drei große Reifen pro seite anwenden die im abstand von 5mm zueinander angebracht werden sollten. Dann verkeilt sich da nix!!!

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Stimmt, weil er sich dann gar nicht erst von der Stelle rührt ;-)
6 Dicke breite Reifen wollen erst mal angetrieben werden. Bei Panzersteuerung taugen breite Reifen überhaupt nichts und eine brauchbare Lenkung für dicke 6 Reifen mit 5 mm Abstand auf der Fläche einer halben Eurokarte ist was für Uhrmacher mit Maschinenbau Studium.

Der Robby soll ungefähr die halbe Grösse einer Euro-Karte haben. Wenn der durchs Gras fährt, ist das vom Massstab ungefähr wie wenn man mit dem PKW durch den Dschungel will - die meisten PKWs machen da schlapp.

@BlackBox

Zitat:

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Also analog zum Kettenantrieb, nur mit mehreren Rädern. Dabei sollen alle Räder angetrieben werden.

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Für einen so kleinen Robby wie du ihn planst ist dieser Antrieb meiner Meinung nach denkbar schlecht.
Um ein Gefährt mit Panzersteuerung um die Kurve fahren oder auf der Stelle drehen zu lassen braucht es sehr viel Kraft. Mit geländetauglichen Reifen statt Ketten wird das sogar noch schlimmer.
Kräftige Motoren, Getriebe und passenden Akkus brauchen aber ihren Platz.
Ich kann mir kaum vorstellen, dass du überhaupt was in der passenden Grösse findest, schon gar nicht für 10€.

Zitat:

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Funktioniert das Ganze eigentlich schon mit "nur" 2 Rädern pro Seite? Gedacht habe ich an 3..5 Stück

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Was die Lenkung angeht, funktionieren 2 Räder mit möglichst wenig Abstand besser als 3, 4 oder 5. Um sich auf der Stelle zu drehen müssen alle Räder quer zur Drehrichtung "radieren". Je mehr Räder, desto mehr Reibung, es sei denn du setzt die mittleren Räder tiefer, so dass die anderen den Boden nicht berühren.

Zitat:

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Wäre das interessant? Wenn ja, dann kann ich die Ergebnisse in ein paar Wochen hier reinstellen.

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Interessant fände ich es auf jeden Fall. Ich halte es nur nicht für besonders realistisch.

Du könntest ja das teil ganz normal, so wie du's haben willst bauen, dann aber nen Gummischlauch als kette drüberziehen.

du kannst doch auch bei 4 reifen ein gelenk auf der hälfte der karte machen. dann mit nem starken servo das gelenk ansteuern und dann fährt das ding wie manch schaufelradbagger.

Ach Du meinst ein "EC Karte" dann sag das doch. nun da würd ich mir den Aufwand sparen. mitlerweile gibts doch an jeder ecke diese winzigen ferngesteuerten Autos. die haben meist auch Panzersteuerung aso 2 winzige motoren inklusive getriebe drin! die hab ich schon für 6€ gesehen. wenn Du davon 2 kaufst und ausschlachtest hast 4 winzige Getriebemotoren die sonst pro Stück soviel kosten wie das ganze Fahrzeug. Die kann man echt gut ausbauen. hab ich schon öfter gemacht. daraus kann man auch wunderbar mikroflugzeuge bauen.
so jetzt hast einzelradantrieb und mit 3V jede menge power. ich würde das dann mit solar machen.
Übrigens grundplatte kannst Du dir bei sowas sparen. verbinde alles mit heißkleber. dann ist der auch flexibel.
Was für sensoren möchtest Du denn da drauf packen? viel platz ist da ja nicht.
hast schonmal an nen bot mit Beinen gedacht? bei der gröse ist das auchkein problem. kannst Du auch aus den Motoren bauen.
und mit dem auf dem kopf weiterfahren ist doch simpel. bei der gröse kannst Du dir räder aus draht biegen so 3 cm durchmesser oder 2.5 cm.
die hinterachse machst ein stück breiter als die vorderachse und lässt die Räder ein stück nebeneinander laufen. so kann sich da nix dazwischen verkeilen. es funktioniert!!! da die räder dann höher sind als der bot fährt der auch einfach auch dem kopf. natürlich dann erstmal rückwärz aber das kannst durch eine metallkugel und einem drahtkäfig steuern. haben ja schließlich sowas wie schwerkraft hier auf der erde.
was soll der eigentlich tun? nur durch die gegend fahren? auf bewegungen reageagieren? viel platz hast du da ja nicht...

Gruß

Tobe

ach ja und zum thema wasserfest... Latexmilch heißt das Zauberwort!!!Wenn alles fertig ist wird die ganze elektronik in ein paar schichten damit eigepinselt. wenn sie trocken ist, ist alles mit nem gummiüberzug bedeckt den man wenn man muss auch einfach wieder entfernen kann!!! verarbeite beim bau wo es passt styropoor oder bauschaum. auch mit einpinseln. dann schwimmt der wunderbar und geht nicht unter. wenn die hinteren Räder mit außenliegenen paddeln versehen sind schwimmt der einfach weiter. Ich denke aber wenn du wie ich oben gesagt hab drahträder bastelst hast Du ja eh Speichen die für ein weinig fortkommen im wasser sorgen werden.
Für diese Maßnahmen braucht man nicht das taschengeld von bill gates!!! ;o)))

Gruß
Tobe

Zitat:

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Ach Du meinst ein "EC Karte" dann sag das doch.

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BlackBox hat geschrieben, dass er "ungefähr 1/2 Eurokartengröße" plant.
Damit meint er sicherlich halb so gross wie eine Euro-Platine (160*100mm) und keine halbe EC-Karte.

Zitat:

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Latexmilch heißt das Zauberwort!!!Wenn alles fertig ist wird die ganze elektronik in ein paar schichten damit eigepinselt.

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Klasse Idee. Die beweglichen Teile an den Motoren und die Sensoren funktionieren mit einem ordentlichen Latex Überzug bestimmt ganz gleich toll ;-)
Wenn ich BlackBox richtig verstanden habe, will er einen Robby bauen und keine Erotikspielzeug ;-)

Na an den beweglichen Teilen lässt man halt ein Stück frei. Das macht dem Motor nicht viel wenn der ein bissl nass wird. Wichtig sind die Platinen bzw Platine damit es keine Kurzschlüsse gibt. Und das geht damit sehr gut!

Gruß
Tobe

Hallo Leute,

danke erst einmal für die vielen Antworten.
Das Ganze ist momentan nur so eine Idee. 4 Motoren und 16 Räder habe ich mir dafür erst einmal mitbestellt (3,80€ Bei Pollin, reicht für zwei). Mit relativ Geländetauglich war gemeint, dass ein Hinderniss mit 2..4cm Höhe überwindbar ist. In hohem Gras hat das Teil freilich keine Change. Dafür ist es auch viel zu klein. Mit 1/2 Eurokarte meinte ich natürlich ca. 80X100mm.

Wasserfest muss das Teil auch nicht werden. Die Räder sollen übrigens fest sein, also sich nicht in z-Richtung bewegen lassen.

Aber noch mal zurück zum eigentlichen Problem. Mehrere Räder hintereinander wirken doch als Antrieb wie eine Kette. Eine Kette hat doch allerdings eine wesentlich größere Auflagefläche wie die einzelnen Räder. Also müssten doch eigentlich die Kräfte beim Drehen geringern sein oder habe ich da irgend einen Denkfehler?

Ach ja, noch was zu den Möglichkeiten:
Der Bot soll dann in der Grundausstattung mit je 3 Sensoren vorn und hinten bestückt werden können. Die werden dann einfach "aufgesteckt". Was es für Sensoren sind ist realtiv egal. Auswerten kann die Steuerung digitale und analoge Signale. On Board ist natürlich ein Infrarotempfänger. Auf dieses "Fahrgestell" sollen sich dann einfach Erweiterungen aufbauen lassen. Dazu werden alle Signale der Hauptsteuerung durchgeschleift. Über einen I²C-Bus kann man dann auch alles nach Belieben erweitern.

Und ... von wegen nicht viel Platz. Auf der kleinen Fläche bekommt man ganz schön was unter. Vor allem wenn man konsequent auf SMD setzt.

MfG
BlackBox

Zitat:

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Zitat von BlackBox

Aber noch mal zurück zum eigentlichen Problem. Mehrere Räder hintereinander wirken doch als Antrieb wie eine Kette. Eine Kette hat doch allerdings eine wesentlich größere Auflagefläche wie die einzelnen Räder. Also müssten doch eigentlich die Kräfte beim Drehen geringern sein oder habe ich da irgend einen Denkfehler?

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Die Reibung ist ganz allgemein zu Druck mal Fläche proportioal, also zum Gewicht.
Beim Drehen (des Fahrzeugs um seine senkrechte Achse) kommt es darauf an, wie sehr Räder quer zur Rollrichtung bewegt werden müssen. Die Mittleren auf jeder Seite werden in ihrer Spur fahren können. Je weiter sie aus der Mitte liegen, desto mehr wäre eine Lenkung oder zur Not ein reibungsarmes Gleiten angebracht.
Wenn die Räder gleiten, dann sind sie Stützräder, denn ein Antrieb macht dann keinen Sinn.
Stützräder werden häufig auch wie Möbelrollen ausgeführt die in der Richtung mitlaufen und weniger Widerstand in der Kurvenfahrt verursachen.
Damit ist man wieder ein Stück weit weg von dem geländegängigen Fahrzeug, das mit Allradantrieb und mit Lenkung aufgebaut ist.

Für Räder die weiter vorne oder hinten liegen können auch multidirektionale Räder (Omniwheels) betrachtet werden. Sie werden allerdings eher nicht als Geländereifen eingesetzt, da sie keinen Halt in Querrichtung bieten.
Manfred

wie werden eigentlich diese Marsvehikel angetrieben/gelenkt ?
2x3 Räder, marsgeländetauglich, autonom ...
RG

Ich weiß im Moment gar nicht wie die gelenkt werden, vielleicht kann man es durch Betrachten der Filme herausbekommen.

Ich hoffe nur, daß die nicht extra auf den Mars geflogen sind, weil hier die Anziehungskraft zu groß ist.

Manfred

@Manf

Ich habe gerade mal so ein Filmchen von dem Marsrover Spirit angesehen. Beim drehen weerden die vier äußeren Räder gedreht, so dass das Teil fast auf der Stelle im "Kreis" fahren kann. Nix mit einfacher Panzersteuerung.

BlackBox

Ich habe auch gerade so ein Bild auf dem die Räder nicht in Parallelspur stehen.
Es wäre auch kaum vorstellbar gewesen, daß er bei der Radverteilung ohne Lenkung arbeitet.
Aber ich suche noch ein deutlicheres Bild.
Manfred

So, hier ist es:
turning
http://mars.jpl.nasa.gov/MPF/rover/mobility.html
Rocker-Bogie
The JPL-developed Rocker-Bogie suspension system utilizes a six-wheel drive platform without axles or springs. The system kinematically adapts to terrain geometry and can negotiate obstacles twice the wheel diameter.

Precise steering is performed with steering actuators mounted above the four outer wheels. The Rover can turn in place.

Ramps
To aid the Rover in exiting the Lander, ASTRO Aerospace is producing two self-deploying ramps. These ramps are restrained by cables which are cut by pyrotechnic devices. The ramps roll out like party favors onto the Martian surface.

Ich würde mal sagen, das das total über unserer Preiklasse ist *g*

Funktioniert ja gut, ist aber viel zu teuer.

Hallo

Oder darf es eine Nummer größer sein ??

MFG
Dieter

Vielen Dank für das Große Bild, vielleicht ist es hier zu sehen: Die Lenkung des Rades.
Teuer ist das natürlich, und man sollte es auch wegen der Komplexität meiden. Aber wenn es einfach ohne Lenkung ginge, dann hätte man es auch auf dem Mars weggelassen.
Die Anordnung der Räder auf den beiden Seiten außerhalb der Mitte, also vorne und hinten ist gut für die Geradeausfahrt und schlecht für die Kurvenfahrt.
Es wurde ja schon gesagt: mitlaufende Stützräder gehen, Möbelkugeln, Omniwheels. Ketten wurden ja auch schon einmal als recht schwergängig in Kurven diskutiert.
Kann jemand noch ein Bild beitragen von einem Fahrgestell, um zu zeigen, welche weiteren Lösungen es für dieses Problem gibt?
Manfred

hmm das würd mir spass machen, mal bei so einem großen roboter mitzubauen :]

hat schon mal jemand ein Fahrgestell ähnlich dieser Skizze ausprobiert?
Wenn man die Motore einer Seite mit dem gleichen PWM-signal steuert , sollten doch Kuven-und Geradeausfahrt ohne Kraftverlust möglich sein
RG

Ich habe im Moment etwas Schwierigkeiten mit dem Bild. Kannst Du es nochmal testen, ob da ein Bild drin ist?

Doch jetzt geht es.
Das ist sicher deutlich besser in der Kurvenfahrt als starr gekoppelte Achsen. Andererseits ist es übersichtlicher als einzeln gelenkte Räder. Sicher eine gute Kombination.

Manchmal wird man die Vorteile einer solchen Kostruktion schätzen und gleichzeitig eine einheitliche Basisfläche bevorzugen. Man Könnte dann den Drehpunkt über eine Achse schieben. Man kommt damit zu einer Konstuktion wie bei einem Anhänger mit einem Drehgestell und einer festen Achse.
Das sähe dann aber wie ein einfacher Zirkuswagen aus oder wie ein Anhänger bei den Gepächtransportern.
Ich versuche noch ein Bild dazu zu machen.

Erst mal das Bild aus dem letzten Post von RG in klein:

Ich will hier noch ein paar mögliche Kunfugurationen sammeln:
1. Zirkuswagen
2. Gekreuzte Kettenpaare mit wechselndem Bodenkontakt durch Absenken
3. Laufgummi über Motor und 4 Räder die als Seilrollen ausgeführt sind und sich auf ihren senkrechten Stielen Drehen lassen.
Manfred

Ich wollte nicht mit zuviel Komplexität verwirren.
Ich wollte den Vorschlag von RG etwas erweitern um Konfigurationen, die Zwei Antriebe haben:
Antrieb und Richtung oder
Antrieb und Differenzantrieb zur Richtungsbestimmung
Links ist die Minimalkonfiguration mit zwei einzeln angetriebenen Rädern auf einer räumlichen Achse dargestellt. Dieser Teil des Chassis ist über eine Drehachse in gelb mit einem Stützrad verbunden, das als drittes Rad mindestens vorhanden sein sollte, um eine sichere Lage herzustellen.

In der nächsten Konfiguration (mitte) sind die Teile wiederzuerkennen, mindestens die roten Räder sollten angetrieben sein.

Als dritte Konfiguration nach diesem Muster ist dann noch der "Zirkuswagen" oder "Gepäckwagen" dargestellt bei dem dann das Hauptteil des Chassis über das gelbe Drehgelenk mit der Antriebsachse verbunden ist.
Vielleicht läßt sich die Systematik auch noch erweitern.
Die zwei Kettenpaare und die Stielradkostruktionen kommen dann später.
Manfred

Hi Blackbox,
wie Du auf den Bildern, welche von Dieter & Manfred eingestellt wurden, sehen kannst geht ohne Anlenkung nichts. Du kannst Dir ja mal auf einem Autobahnparkplatz die Anlenkung eines mehrachsigen Trailers ansehen. Was da an Mechanik und Hydraulik drangebaut ist wird dich wahrscheinlich ziemlich schocken. Aber Tip von mir baue das ganze dreiteilig und verbinde die Teile mit einem Drehgelenk.

Gruß Hartmut