Motordimensionierung für Roboter

Hallo, nach langer Abwesenheit will ich jetzt anfangen einen "richtigen" roboter zu bauen. Vorher habe ich nur mit ner mischung aus Lego und nem RN-Control und paar Servos und Sensoren und Motoren rumgespielt und erste erfahrungen mit Programmierung gemacht.

Jetzt möchte ich einen recht geländegängigen Roboter bauen, der mit 4 Rädern ausgestattet ist. Jedes Rad soll einen eigenen Motor haben.

Momentan habe ich den EMG30 Getriebemotor mit eingebauten Drehgeber im Auge.

Jetzt habe ich diese Seite hier gefunden https://www.roboternetz.de/phpBB2/motordrehmoment.php
Ich komme da jetzt auf benötigte 8Ncm des Motors, ein Motor hat 15Ncm. Habe ich bei 4 Motoren demnach 60Ncm?

Raddurchmesser werden ca 20cm sein und das gewicht wird maximal 4-5 Kilo betragen. Als geschwindigkeit ist Schritttempo mehr als Ausreichend.

Wäre nett wenn sich mal jemand meldet der evtl auch erfahrung mit diesem Getriebemotor hat oder generell jemand, der von der ganzen Materie etwas mehr ahnung hat als ich^^

das mit den 60Ncm kommt etwa hin, stimmt zwar nicht wirklich, weil du die motoren ja nicht miteinander verbindest, aber es wird 4 mal die Kraft die aus den 0,15Nm resultieren auf den Boden übertragen.

So ich hab da grad mal bissel rumgerechnet im vergleich zu meinem Auto mit ganzen 82Nm Drehmoment (1.0L Opel Corsa^^) Demnach hat mein Auto ca 137x so viel Drehmoment, wie es der Roboter dann hätte, aber das Auto wiegt mit knapp 1000kg aber 200x so viel wie der Roboter. Wenn ich mir das so anschaue denke ich jetzt mal das die Motorisierung definitiv ausreicht. Aber wie siehts jetzt mit dem Raddurchmesser aus, der spielt ja auch ne Rolle?

Hallo Co,

da hast du ja einen kräftigen Antrieb eingeplant. Hast du schon überlegt, welche Leistung das bedeutet und wie du die bereitstellst? Das würd ich mal durchrechnen.

Zum Raddurchmesse:
Zum Einen ist der Raddurchmesser bereits in die Berechnung vom Drehmoment eingegangen.
Zum Anderen kannst du das Drehmoment an der Antriebsachse durch den Radradius dividieren und hast dann die Antriebskraft. Verluste sollten einkalkuliert werden.

grüsse,
Hannes

Jeder Motor hat nen Nennstrom von 530mA, wären dann ca. 2,1A bei allen 4 motoren im Nennbetrieb. Denke das ist jetzt nicht sooo die Welt. Interessant wäre für mich der Einsatz von Solarzellen um damit dann wieder die Akkus zu Laden, aber alles zu seiner zeit

Hallo Leo

ohne Angabe der Spannung, sagt das gar nichts.

grüsse,
Hannes

12V Betriebsspannung der Motoren. Bei Akkus mit 2400mAh und nem Betriebsstrom von 2,4A wären das dann doch eine Stunde betrieb, oder?

ja sollte schon

Hallo Leo,

das sind jetzt 26 Watt. Wieviel Flaäche Solarkollektor brauchst du dafür? und wieviel wiegt die zusätzlich?

Die Zahlen scheinen aber mit deinen Drehmomentangaben nicht zusammen zu stimmen. Ich habe dich so verstanden: 0.15Nm am Motorausgang für einen Motor, bei welcher Drehzahl aber? Da fehlt eine Angabe!

grüsse,
Hannes

http://www.shop.robotikhardware.de/s...roducts_id=164

Das ist der geplante Motor

Das mit den Solarzellen steht in ganz weiter zukunft, das werd ich erstmal nicht berücksichtigen

Hallo Leo,

auch die in der Zukunft liegenden Aspekte eines Projekts können auf Realismus geprüft werden. Für 30 Watt brauchst du eine Solarzellenfläche von ca 55 x 55 cm. Und das bei einem geplanten Gewicht von 5 Kg. Da kann man schon etwas für die Zukunft ablesen.

Jetzt wo du die Daten des Motors bekannt gegeben hast, kann man deine erste Berechnung erst beurteilen. Sie scheint nicht zu stimmen. Möglicherweise hast du das Motordrehmoment mit dem Drehmoment am Getriebeausgang verwechselt. Vielleicht ist auch etwas anderes schief gegangen. Ist ja egal.

Für das geplante Gewicht und die geplante Radgrösse sind die 4 Getriebemotoren zu schnell und zu schwach. Es ginge mit einer zusetzlichen Übersetzung und einer Geschwindigkeit deutlich UNTER Schrittgeschwindigkeit.

grüsse,
Hannes

Er soll mit den Solarzellen ja nicht direkt fahren können, würde schon reichen wenn er damit halt die akkus lädt, wärend er in einer Art Standby ist.

Gehen wir jetzt mal weg von den Solarzellen und kommen wieder zum eigentlichen Thema.

Erstmal danke für die vielen Antworten vohopri

Dann zur Geschwindigkeit. 2-3kmh wären mir schon genug.

Jaja die Motordaten, ich weiß da jetzt echt nicht ob sich die Daten auf die Motorwelle oder auf den Getriebeausgang beziehen. Wobei ich eher denke, das sich das alles auf den Ausgang am Getrieb bezieht.

Vorrausgetzt ich habe jetzt alles richtig berechnet (mit dieser Berechnungsseite) dann würde ich bei ner weiteren Untersetzung von 5:1 auf 2,12kmh geschwindigkeit kommen. Wäre soweit in dem was ich mir vorstellen würde. Aber wie es jetzt mit dem Drehmoment aussieht versteh ich leider immer noch nicht so ganz. Weil da einmal steht "mit getriebe" und "ohne getriebe"....

ich würde das so verstehen, dass das erforderliche Drehmoment ohne Getriebe, das Drehmoment des motors ist, und das andere das Drehmoment, welches der motor mit Getriebe dann hätte

Hallo Leo,

Die Drehzahlangabe bezieht sich auf den Getriebeausgang.

Woher ich das weiss? Ein üblicher Gleichstrommotor hat nicht 216 U/min, sondern eher 6480.

Das Nenndrehmoment bezieht sich auch auf den Getriebeausgang.

Woher ich das schon wieder weiss? Hellseher bin ich keiner, aber ich kann die mechanische Leistung ausrechnen.
Wenn ich da Drehmoment und Getriebeausgangsumdrehungen nehme, komme ich auf einen vernünftigen Wert, der um die Verluste unter der elektrischen Leistung liegt. Die elktrische Leistung berechne ich aus Nennspannung und -strom.
Wenn ich aber die Motorumdrehungen vor dem Getriebe nehme, kommt ein wahnsinnig hoher Wert heraus, der nicht sein kann.

Bei der Geschwindigkeit sind es deutlich weniger als die 2.12 km/h, die du nennst. Wenn du deine Rechnung vollständig und nachvollziehbar präsentierst, kann ich dir die Fehler zeigen.

Anschliessend können wir weiter sehen. Nur nicht die Geduld verlieren.
Auch deine Drehmomentfrage kann nur beantwortet werden, wenn du schreibst, was du genau eingegeben hast. Da gibt es nämlich einige Möglichkeiten und deshalb ist es so verwirrend

grüsse,
Hannes

Ich bin ein seeehr geduldiger Mensch^^

Ok also mal langsam und detailliert.
Auf dem elektrischen Gebiet habe ich einige grundkenntnisse (Seit 2 Tagen Geselle als Elektroniker für Energie und Gebäudetechnik) auch wenn ich Beruflich mit so kleinen Gleichstrommotoren nix zu tun habe, hab ich mir auch schon gedacht, das die 216 Umdrehung viel zu wenig für den Motor ist, wäre ja ziemlich unruhig das ganze...

So mal ein kleiner Auszug aus der Beschreibung des Motors:

* Getriebeuntersetzung: 30:1
* Drehzahl 216 UMin
* Achsdurchmesser: 5mm abgeflacht
* Betriebsspannung 12 V
* Stromaufnahme Leerlauf: ca. 150mA
* Stromaufnahme Nennstrom: ca. 530 mA
* Blockierstrom ca. . 2,5A
* Leistungsaufnahme: 4,22 Watt
* Nenndrehmoment 1,5 Kg/cm (ca. 15Ncm)
* Eingebauter Impulsgeber mit 360 Impulen pro Umdrehung
* Wellendurchmesser 5mm
* Kompakte Bauart: Gesamtlänge mit Welle 87mm, Durchmesser ca. 28,5 mm
* Anschlusskabel mit Stecker (9 cm)

Das was mich anfangs so verwirrte, ist das hier von "Motordaten" gesprochen wird. Es werden ja auch werte wie Spannung, die Stöme im Leerlauf und Nennlast, sowie beim Blockieren und eine Leistungsaufnahme angegeben. All dies sind ja Daten, die sich definitiv auf den Motor an sich beziehen.

Und nun steht da als Drehzahl eben die 216, daher wusste ich jetzt nicht ob sich das, sowie das Drehmoment nun auf Motor oder Getriebe beziehen.


Zum berechnen hatte ich dann ja diese Seite hier genommen
https://www.roboternetz.de/phpBB2/motordrehmoment.php

Dort soll ich nun Raddurchmesser, Gewicht, Drehzahl und Untersetzung angeben.

Raddurchmesser: 26cm
Gewicht: 5kg (geschätzter Wert)

Drehzahl und Untersetzung bin ich jetzt unsicher...
Entweder: 216rpm und untersetzung 1:1
Oder: 6480rpm und untersetzung 30:1

Eine weitere Untersetzung von 5:1 oder 6:1 wäre nach dem Getriebemotor noch machbar. Hoffe mal du kannst damit jetzt etwas mehr anfangen

Hallo Leone,

Zitat:

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Hoffe mal du kannst damit jetzt etwas mehr anfangen

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Jetzt weiss ich nicht, was ich mit den Kopierten Motordaten anfangen sollte.
Ich hatte auch vorher kein Problem, die Katalogseite zu lesen und richtig zu verstehen.

Aber ich konnte nicht sehen, wie du auf 2.12Km/h kommst. Jetzt sehe ich, dass du den Raddurchmesser von 20 auf 26 cm verändert hast, ohne das mit zu teilen. Mit 26 cm komme ich natürlich auch auf 2.12km/h.

Zitat:

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Drehzahl und Untersetzung bin ich jetzt unsicher...
Entweder: 216rpm und untersetzung 1:1
Oder: 6480rpm und untersetzung 30:1

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Beides ist richtig. Du bekommst das selbe Ergebnis. Nämlich zuschnell und zu schwach. Tippe beide Varianten ein und poste, wenn du ein Verständnisproblem hast.

Berechne dann einschliesslich der zusätzlich nachfolgenden Übersetzung. Verändere die Übersetzung so lange, bis du auf 60 oder weniger erforderliche Ncm kommst. Du hast nämlich nur 60 zur Verfügung.

grüsse,
Hannes

Ah Sorry wegem dem Raddurchmesser.

Ja habe das vorhin schonmal mit beiden Versionen Durchgerechnet. Es kommt dabei auch jeweils das gleiche heraus, außer in dem Feld "Erforderliches Drehmoment des Motors (ohne Getriebe)", da war es ein sehr großer unterschied.

Rechne ich jetzt also wieder mit den 216rpm des Getriebes und untersetze nochmals mit 7:1 komme ich auf 55,7Ncm. Das würde dann soweit also passen. Auch die daraus resultierenden 1,5kmh sind noch akzeptabel.

Jetzt muss ich mir nur noch überlegen wie ich die Untersetzung realisiere

Dann bedank ich mich schonmal bis hier her, ich meld mich wieder! ^^

Hallo nochmal,

kein Problem mit dem Raddurchmesser, durch Nachfragen und Antworten hat sich alles aufgeklärt.

7:1 scheint zu passen, auf den Wert komm ich auch.

grüsse,
Hannes