Motor zur Lenkung eines Fahrrads gesucht...

Hallo zusammen,

ich bin seit ein paar Tagen auf der Suche nach einem geeigneten Motor um ein Fahrrad lenken zu können. Die Lenkung soll dazu dienen, das Fahrrad zu lenken und es zu stabilisieren. Als Versorgungsspannung stehen 24VDC über eine Batterie zur Verfügung. Der Motor soll direkt auf der Lenkung des Fahrrads angebracht werden.

Bei ein paar Versuchen mit einem Kraftmesser habe ich heraus gefunden, dass ich ungefähr ein Drehmoment von 5Nm benötige. Ich habe mit dem Kraftmesser an einem Hebel von ca. 30cm gezogen um zu lenken. Die dafür benötigte Kraft betrug ca. 10N. Gerechnet entspräche, dass einem Moment von 3Nm. Um ein wenig Reserve zu haben bin ich bei meiner Suche einfach mal von 5Nm ausgegangen. Je ruckartiger die Lenkbewegung stattfinden soll, desto höher wird natürlich die aufzubringende Kraft des Motors... Wenn das Fahrrad über die Lenkung stabilisiert werden soll, wackelt das Lenkrad quasi immer hin und her, so dass da meiner Meinung nach schon groß Kräfte auftreten können.

Meine Überlegung ging zunächst in die Richtung eines Getriebemotors, der maximal 20 bis 40 U/min macht. Dabei musste ich feststellen, dass Motoren in dem von mir benötigten Leistungsbereich schon relativ teuer sind. Hinzu kommt noch, dass ich gerne wüsste, wie weit sich mein Motor gedreht hat (Inkrementalgeber), was zu einer weiteren Preissteigerung führt.

Zweite Überlegung wäre ein Schrittmotor. Jedoch habe ich hier noch keinen finden können, der das benötigte Drehmoment aufbringen kann.

Meine Fragen an euch:
- Hat jemand von euch schon mal ein Fahrrad über einen E-Motor gelenkt? Gibt's Erfahrungsberichte, Lösungsansätze?

- Ist die von mir angenomme Leistung des Motor zu hoch gegriffen? Mache ich vllt. einen generellen Fehler?

- Kann mir jemand einen preisgünstigen Getriebemotor bzw. Schrittmotor empfehlen, der diesen Anforderungen gerecht wird?

Vielen Dank schon mal für eure Hilfe!!! ;)

lg daniel

Lenkausschlag? Zweirad?
Da reichen ungefähr 2°.
Mehr ist nicht.
Ein Zwerad wird mehr durch Gewichtsvelagerung gesteuert.
Bestest Beispiel für eine Notsituation:

Wenn eine Gefahr von rechts droht reisst man den Lenker auch nach rechts.
Da durch neigt sich das FZ nach links und leitet ein Ausweichen nach links ein.

Ich selber bin leidenschaftlicher Motorradfahrer.
ich hatte mir auch schon so meine Geadanken gemacht.
Neigungssensor um Schräglage zu messen geht auch nicht.

weiter infos:
http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Hfst/zweirad

Eigentlich fährt doch ein Fahrrad (auch motorrad) im Prinzip eigenstabil.
(Modell-RC-Bikes)

Motorlenkung für ein Fahrrad? Ist dass gesetzlich gestattet? Vielleicht suchst du auch noch eine automatische Fahrradsicherung mittels Totmannsknopf? ;)

Wenn er auf dem eigenen Gelände fährt/fahren läßt ist ziemlich viel gestattet. Hätte im Fall der Fälle eventuell versicherungsrechtliche Konsequenzen. Wo kein Kläger, da kein Richter.

Zitat:

---

Zitat von Pedder

Lenkausschlag? Zweirad?
Da reichen ungefähr 2°.
Mehr ist nicht.
Ein Zwerad wird mehr durch Gewichtsvelagerung gesteuert.
Bestest Beispiel für eine Notsituation:

Wenn eine Gefahr von rechts droht reisst man den Lenker auch nach rechts.
Da durch neigt sich das FZ nach links und leitet ein Ausweichen nach links ein.

Ich selber bin leidenschaftlicher Motorradfahrer.
ich hatte mir auch schon so meine Geadanken gemacht.
Neigungssensor um Schräglage zu messen geht auch nicht.

weiter infos:
http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Hfst/zweirad

---

Moin moin.

Auch ich stelle mir dabei vor wie schnell der Poster mit der
Lenkung im Dreck landet. :-) Absolut unrealistisch..ABER es
kann sich ja auch um ein Behindertenrad handedeln, so ein
3 Rad und das lenkt sich halt anders als ein zwei Rad.

Das könnte dann auch über Motor und z.B. BeschleunigungssensorEn
am Helm durchaus gut gelenkt werden wenn der Nutzer z.B.
Contergangeschädigt ist.

Mit so einen 10 Euro Pollin Scheibenwischermotor, eine
zusätzliche Zahnriemenuntersetzung, rn Motortreiber u.s.w.,
sollte das (beim 3 Rad ) kein Problem sein. Beim zwei Rad,
ich freue mich sehr auf Videos der Probefahrten. :-)))

Gruß Richard

Hier gibt es schon eine Zusammenstellung von möglichen Ergebnissen einer automatischen Fahrradlenkung.
(Ich bin eigentlich eher neugierig auf den Rest der Geschichte.)

http://www.youtube.com/watch?v=Evnt-a3L4yM

... der Rest der Geschichte, der interessiert mich auch, vor allem das Ergebnis ;) Aber bis dahin ist noch ein weiter weg und wenn ich mir das Video so ansehe auch ein schmerzhafter. Bei uns wirds allerdings keine Personenschäden usw. geben, weil keiner auf dem Rad sitzen soll. Wenn alles fertig ist, lade ich gerne ein Video der Probefahrten hoch.

An die Variante mit dem Scheibenwischermotor habe ich auch schon gedacht. Der Motor soll allerdings direkt auf der Lenkstange montiert werden und dafür hat der Scheibenwischmotor eine zu hohe Drehzahl. Zweitesproblem daran ist, dass die Position des Lenkers nur umständlich zu ermitteln ist.

lg daniel

Zitat:

---

Zitat von Gast

An die Variante mit dem Scheibenwischermotor habe ich auch schon gedacht. Der Motor soll allerdings direkt auf der Lenkstange montiert werden und dafür hat der Scheibenwischmotor eine zu hohe Drehzahl. Zweitesproblem daran ist, dass die Position des Lenkers nur umständlich zu ermitteln ist.

lg daniel

---

Moin moin.

Daher hatte ich ja eine Untersetzung vorgeschlagen, mittels PWM
Steuerung kann man den Motor allerdings auch beinahe bis zum Stillstand
laufen lassen. Wenn Du an den Kollecktor vom Motor 4 um 90 Grad
versetzte kleine Kupferbleche Lötest welche eine minni Lichtschranke
unterbrechen, bekommst Du pro Getriebewelle Umdrehung ca ~ 500 Pulse.
Ob das ( 0.72 Grad/Impuls) zur Steduerung genau genug ist? Ansonsten
mehr Unterbrecher anlöten wenn die Lichtschranke schnell genug ist.



Hals und Beinbruch :-) Richard

Zitat:

---

Zitat von Richard

... mehr Unterbrecher anlöten wenn die Lichtschranke schnell genug ist ...

---

Meine Drehzahlmessung geht mit einer kleinen Lichtschranke von Sharp, Typ GP1S096HCZ. Die fragt eine kleine Ecoderscheibe Ø 5 mm mit vier Schlitzen ab. Die maximale Drehzahl des Motors sind über 760 Hz, die Encoderscheibe erzeugt also runde 3 kHz. Zur Messung bei rund 1,5 kHz ist hier ein Oskarbildchen (linkes Teilbild unten) zu sehen. Und so läuft das Ding bei halber Fahrt mit Regelung der beiden Antriebe.

Fazit: zumindest diese Lichtschranke kann weit über 1 kHz.

Hallo Richard,

sorry aber zu deinem Lösungsansatz muss ich ein paar Fragen stellen ;) Prinzipiell hört sich das genau nach dem an was ich suche.

Wie darf ich mir das vorstellen mit den 4 um 90° versetzten Platten? Wie bekomm ich die da fest? Den Motor aufschrauben? Und wo befestige ich da drin die Lichtschranke? Ist da so viel Platz? Hast du ein Bild von sowas?

Die hohe Auflösung der Impulse kommt dadurch zustande, dass ich eine Untersetzung über das Getriebe habe oder? Du hast gesagt, dass ich für eine Umdrehung nach dem Getriebe 500 Pulse bekäme, bedeutet, dass ich ein Übersetzungsverhältnis von 1:125 habe?
Morgen bekomme ich ein Scheibenwischermotor, dann werd ich mir das Ding mal genauer angucken!

Moin moin.

Ich habe ein Bild wo ich es mit kleinen magneten und Hallsensor
so gemacht habe. Die magnete sind geklebt, die Lösung ist nicht
sogut die Dämpfe von Kleber versauen den Kollektor. Der muß
dann mit z.B. Azeton gereinigt werden. Besser man lötet an Stelle
der Magnete kleine Kupferblkättchen an den Kollecktor und bastelt
irgendwie eine minnilichtschranke daneben.
Gruß Richard

Bild war zu groß, deshalb habe ich es im Netz abgelegt.


http://www.bilder-hochladen.net/files/ct75-1-jpg.html

Wäre bei dieser Anwendung nicht eine absolute Winkelmessung wünschenswert? Die relative Messung bedingt ja immer eine Referenzierung nach dem Einschalten, das macht ja auch zusätzlichen Aufwand.
Zum Beispiel ein Potentiometer an der Lenkachse.

wie darf ich mir das jetzt vorstellen? ich kann es mir nicht vorstellen, wie ich ein Poti zusammen mit der Lenkbewegung verstellen soll...

Zitat:

---

Zitat von daniel-kreme

wie darf ich mir das jetzt vorstellen? ich kann es mir nicht vorstellen, wie ich ein Poti zusammen mit der Lenkbewegung verstellen soll...

---

Moin moin.

Hmm, an der Lenksseuleein Großes Zahnrad, am Poti ein Kleines
und irgendwie koppeln. Die große Übersetzung muß sein weil
beim Lenken die Lenkseule nur minnimal gedreht wird. Das Poti
sollte aber einen möglichst großen ohm Bereich durchlaufen damit
der ADC auch brauchbare Auflösungen liefern kann.

Damit das Poti bei einem Vollausschlag nicht an seine Begrenzung
läuft, sollte es ein "Endlospoti" ohne Anschlag sein.

Zum Testen würde auch ein Gummiring um Lenkseule und Potiachse
reichen?

Gruß Richard

Zitat:

---

Hmm, an der Lenkssäule ein großes Zahnrad, am Poti ein kleines
und irgendwie koppeln. Die große Übersetzung muß sein weil
beim Lenken die Lenksäule nur minimal gedreht wird. Das Poti
sollte aber einen möglichst großen Ohm Bereich durchlaufen, damit
der ADC auch brauchbare Auflösungen liefern kann.

---

Oder auch das Poti direkt an die Lenksäule. Das hat den Vorteil, dass man es spielfrei machen kann. Die Tatsache, dass die Lenkausschläge klein sind ist dabei nicht so störend, mit einer elektrischen Verstärkung lässt sich das wieder herausholen - ohne mechanischen Aufwand und ohne mechanisches Spiel. Eine elektrische Spannungsverstärkung um den Faktor 100 ist relativ einfach und stabil durchzuführen, eine mechanische Übersetzung um den Faktor 100 bringt wesentlich größere Ungenauigkeiten. Es darf dann auch ein Poti mit Anschlägen sein (wenn es nicht die ersten Anschläge sind, die beim Volleinschlag kommen).

Moin moin.

Na, ein Poti hat normal einen Winkel/R Bereich von ~ 270 Grad.
Gehe einmal von einen Lenkausschlag von 5 Grad aus dann währen das bei 100 Ohm Vollausschlag ~ 0,37 Ohm pro Grad (wenn das Poti keine
Toleranzen hat)......Ich würde da lieber versuchen den ganzen Poti
Bereich auszunutzen und mir eine Hochgenaue Verstärkung + genaue
Verstärker Versorgungsspannung, Platiene u.s.w. sparen. Je höher
die Verstärkung um so stärker das Rauschen!

Gruß Richard

habe heute den wischermotor bekommen und das sieht so aus als könnte es funktionieren.

mit dem poti muss ich mal sehn, wie wir das machen aber es ist glaub ich wirklich besser, einen absoluten wert zu erfassen! ich hab das mal meinem maschinenbau kollegen geben, der soll sich eine halterung am lenker überlegen... werde mich nun mal dran machen ein treiberbaustein für den motor zusammen zu basteln ;)

Zitat:

---

Zitat von daniel-kreme

habe heute den wischermotor bekommen und das sieht so aus als könnte es funktionieren.

mit dem poti muss ich mal sehn, wie wir das machen aber es ist glaub ich wirklich besser, einen absoluten wert zu erfassen! ich hab das mal meinem maschinenbau kollegen geben, der soll sich eine halterung am lenker überlegen... werde mich nun mal dran machen ein treiberbaustein für den motor zusammen zu basteln ;)

---

Moin moin.

Lohnt sich kaum, wenn Du in der Zeit wo Du Bastelst Arbeitest verdienst
Du gut das 5 fache was ein RN Motortreiber kostet. Der ist dann auch
getestet und arbeitet einwandfrei.

Ich habe soeben versucht ein Konto zum Hochladen von Videos
anzulegen...leider ohne Erfolg. Diese Sch....... Bestätigungswörter
sind für meine Sehkraft einfach nicht zu entschlüsseln! Der Sprachtext
beim Anklicken des "Rollstuhls" hilft (bei mir) auch nichts, ich höhre
noch schlechter als ich sehen Kann.

Nett das Behinderte ausgeschlossen werden, ich bin jetzt richtig
gut drauf. ;-( Das nennt sich dann Barriere freies Web.....

Grüße Richard

Ich könnte dich anmelden. Du kannst mir die Daten per PN schicken und ich melde dich an. Wenn es geht.

Zitat:

---

Zitat von 021aet04

Ich könnte dich anmelden. Du kannst mir die Daten per PN schicken und ich melde dich an. Wenn es geht.

---

Danke!! Aber auch wenn ich unter Win Poste bin ich eher ein äußerst
Sicherheitsbewuster Linux User. Ich habe und werde auch nie meine
Kreditkarten Daten im "Netz" verteilen, ein Tastatursniffer und Ich bin
möglicherweise Pleite..

Das ist KEIN Misstrauen Dir gegenüber, das ist einfach Prinzip. Daten
welche Mensch nicht veröffendlicht können auch nicht von Fremden
oder Hackern mißbraucht werden. :-)

Ich werde mir einfach Webspace ordern, dort kann ich hochladen was mir
beliebt.

Drotzdem, noch einmal Danke.

Gruß Richard

Hätte ich gern gemacht. Aber du hast natürlich recht mit der Sicherheit.