Winkelmessung ohne Strom

Moin,
ich versuche grade einen 2-Achsigen Roboterarm zu entwerfen, der in einem EMV-Labor eingesetzt werden soll. D.h. es dürfen keine elektrischen Leitungen in dem Raum verlegt werden, aber außerhalb des Raumes ist alles erlaubt.
Hat jemand eine Idee wie man einen Sensor realisieren kann, der die Position des Meßkopfes am Ende des Arms anzeigt? Ich hatte an eine Prinzip ähnlich dem der Kugelmaus gedacht, wobei man mit Glasfaserkabeln das Licht an die geschlitzte Scheibe am Gelenk bringt. Ist aber immer noch recht kompliziert, vielleicht hat ja hier jemand eine bessere Idee?
Tanar

Meinst du damit, in dem Raum darf nix elektrisches sein oder nur keine Kabel quer durch ?

In EMV Labs werden normalerweise recht hohe Feldstärken bei unterschiedlichen Frequenzen erzeugt, um die Geräte darin auf ihre Störsicherheit hin zu testen, oder die Geräte werden auf ihre Abstrahlung hin untersucht. Dann sind weiter E-Geräte wieder schlecht, da sie die Messung verfälschen.

Ausser der optischen Messung fällt mir auch nichts ein, was nicht entweder gegrillt wird oder die Messung verfälscht.

Wolfgang

Aha, verstehe
Das mit den Lichtleitern hast du ja schon gesagt, wahrscheinlich auch das Beste, glaub ich
Andere Variante: Licht ohne Leiter. Eine Lampe/LED wird mit Prisma/Spiegel einmal winkelabhängig abgedeckt, einmal nicht. Aus der Helligk.-differenz könnt man den Winkel ableiten. *naserümpf*
Nach ein paar Flaschen Wein könnt man auch auf die Idee kommen, mittels Preßluft einen Ton zu erzeugen, dessen Freuenz man mit dem Winkel verstellt (Zugpfeife).
Tscha, vielleicht hören wir noch was besseres

Ein Pneumatikantrieb der eine mit einer Pfeife als Längensensor gekoppelt ist. Den Resonanzton der Pfeife quer durch den Raum zurück zur Steuerung übertragen. Das läßt sich auch gut mulitplexen wenn man die Pfeifenversorgung von außen steuert. Eine Refenzpfeife für die aktuelle Schallgeschwindigkeit noch.

Mir gefällt das sehr gut. Wozu brauchst Du da noch Wein?
Manfred

Zitat:

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Zitat von Manf

Wozu brauchst Du da noch Wein?

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Egal, ist immer gut.


Da ist halt noch der von Doppler beschriebene Effekt. Ich weiß nicht, welche Bewegungen der Arm noch macht. Vielleicht wirklich noch ein nicht moduliertes Kompensations-Pfeiferl, das sich aber mitbewegt.

O:)

Zitat:

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Zitat von PicNick

Da ist halt noch der von Doppler beschriebene Effekt. Ich weiß nicht, welche Bewegungen der Arm noch macht. Vielleicht wirklich noch ein nicht moduliertes Kompensations-Pfeiferl, das sich aber mitbewegt.

O:)

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Im Zusammenhang mit Wein könnte man den Effekt auch leicht missverstehen ! ) :-k

Wolfgang

Hi all,

wenn es ein bischen Pneumatik sein darf, gibt es zur Winkelmessung das Düse-Prallplatte-System. Ist zwar aus der messtechnischen Steinzeit, kommt aber ohne Strom aus.

Gruß Klaus

@Klaus: Kannst du einem ingenieurstechnischen Dödi wie mir kurz einen Tipp geben, was es mit "Düse-Prallplatte" auf sich hat ? (interesseshalber)

aus einer Düse strömt Luft gegen eine davor befindliche Platte (die Prallplatte). Es ist sicher vorstellbar, das die Luft besser ausströmen kann wenn der Abstand groß ist, bzw. geringer strömt bei geringerem Abstand. Die Änderungen des Strömens lassen sich durch Druckmessung erfassen. Das ist (vereinfacht ) das Prinzip Düse-Prallplatte.
RG

@RG
Na schau an, so alt kann man gar nicht werden, daß man nicht noch immer was lernen kann.
Die Gemeinde dankt !

Hi all,

hier ist noch eine Zeichnung zur Verdeutlichung
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=497[/url]
sobald über die Feder eine Kraft auf den Waagbalken wirkt, wird die Prallplatte in Richtung Düse gedrückt. Dies bewirkt eine Erhöhung des Staudruckes und damit dem Druck im Balg. Der Druck im Balg erzeugt eine Kraft, die der Federkraft entgegenwirkt. Es entsteht ein Druck, der proportional zur Federkraft ist.

Der Einheitsdruck pneumatischer Messsysteme ist mit 0.2 bis 1.0bar definiert.

Mir ist aufgefallen, das nicht jeder Druckluft zur Verfügung hat. Das macht das ganze problematisch.

Ein anderer Vorschlag ist eine optische Messmethode :
Hierzu werden drei Polarisationsfilter, eine Lichtquelle und zwei Lichtsensoren benötigt.
Die Lichtquelle beleuchtet über den ersten Polfilter die Sensoren. Der erste Polfilter ist drehbar mit einer Übersetzung 1:2 an der Drehachse befestigt. Die beiden anderen Polfilter sind an den Sensoren befestigt. Sie müssen in der Ausrichtung einen Unterschied von 45° haben.
Das Verhältnis der Lichtintensität am Sensor zum Drehwinkel folgt jetzt einer Sinusfunktion. Durch die unterschiedliche Ausrichtung der Polfilter an den Sensoren ist ein Signal 90° voreilend. Die Position kann über Winkelfunktionen eindeutig bestimmt werden.
Die Übersetzung 1:2 ist nötig, weil zwei Polfilter mit einer Winkeldifferenz von 180° die gleiche Wirkung haben. Wenn ein Vollkreis gemessen werden soll muss dies mit einer Übersetzung ausgeglichen werden.

Ich werde mal noch eine Zeichnung anfertigen, die das Prinzip verdeutlichen soll.

Gruß Klaus
ich weis, das dieses Postning wieder mal romanlänge hat, sorry.

was häts du von einem seil das die position nach ausen fürt(z.B.rimen Antrib) danach kannt du messen wie du willst

Hmmm, nettes Proplemchen ;-)

Also zumindest die Höhe könnte man direkt mit einem Flüssigkeits gefülltem Schlauch messen. Der Schlauch ist parallel zum Arm verlegt und endet am Messkopf. Je höher der Kopf nun fährt, desto höher steigt der Druck der Wassersäule. Den könnte man auch außerhalb messen.

Für die Seitliche Bewegung funktioniert das nicht, es sei denn man sorgt irgendwie dafür, dass ein 2. Schlauch, z.B. an eine Wand befestigt, durch eine Seitwärtsbewegung seine Höhe ändert. Seilzugsystem?

Gruß, Sonic

vielleicht mal ein anderer ansatz:
da ich nicht weiß wie der arm angetrieben werden soll, kanns auch völliger blödsinn sein.

da du keine leitungen verlegen darfst, frage ich mich, wie du den arm bewegst. also wohl nicht mit elektromotoren innerhalb des messraumes.
hast du irgend eine mechanik, die den arm antreibt und von ausserhalb des raumes betätigt wird?
wenn das so wäre, könntest du ja aus den kinematischen beziehungen des armes ausserhalb des raumes messen, wie dessen position innerhalb ist. (versteht man was? bin auch nicht mehr ganz nüchtern)

irgendwie musst du ja eine beziehung zwischen dem stellsignal und der position kennen, sonst kannst ja gar nichts sinnvoll anfahren. oder brauchst du diese messung gerade für eine closed loop positionierung?

Zitat:

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oder brauchst du diese messung gerade für eine closed loop positionierung?

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Das wird es nach meiner Einschätzung sein.
Manfred

Will meinen Senf auch loswerden:

2 Achsen roboer.... ohne elektrik mhhhh

Drausen sind 2 Behaelter. Einer ist oberhalb des Armshoehe und ist druntert. Nun wird ein Schlauch verlegt. Das ober Gefaes entlehrt sich ins untere. Dort ist eine Pumpe die das Wasser wieder nach obem pumpt. In diesem Schlauch ist ein Durchlaufzaehler. Der muss genau sein. Nun wird der Schlauch ueber dem Arm verlegt. Das Gelenk am Roboter ist verbunden mit einen Vetil das den Schlauch Stufenlos schliest. Das heist ist der Arm ausgestreckt fleist kein Wasser mehr. Ist er 90Grad gegnickt fliest 100Prozent des Wassers. Aus Durchlauf und Winkel laesst sich mathematisch eine Beziehung herleiten....

Hoffe ihr versteht das. Es ist einfach und billig, denn man braucht blos 2 Behaelter mit unendlich vielen Schlaeuchen und ventielen. Man braucht dann blos einen ensprechenden grosse Pumpe.

Euer Backpacker

Zitat:

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Will meinen Senf auch loswerden: ... Hoffe ihr versteht das.

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Sicher O:)

Das ist also ein Durchflussmesser der den Druchfluss oder den Stömungswiderstand in Abhängigkeit vom Winkel mißt.

Ein Drosselventil (ein Hahn) kann die Umsetzung durchführen.

Es ginge mit Wasser oder mit Luft wobei man bei Luft unter Umständen auch auf die Rückführung verzichten kann.
Manfred

also von den ideen die bisher aufgeführt sind, muss ich sagen, dass die mit dem Spiegel am besten erscheint, wenn sie machbar ist.
ein lichtstrahl (laser) auf einen dort befestigten spiegel scheinen lassen und dann den reflektionspunkt vielleicht mit fototranistoren bestimmen. wenn die strecke laser-spiegel weit genug ist, kann man sehr genaue messwerte erreichen.

Hi all,

was haltet Ihr von Bowdenzügen. Die können dann auch als Antrieb verwendet werden.

Grüße Klaus

Zitat:

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einen 2-Achsigen Roboterarm ...
einen Sensor realisieren ... der die Position des Meßkopfes am Ende des Arms anzeigt?

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Zitat:

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Zitat von cauboy

dass die mit dem Spiegel am besten erscheint, wenn sie machbar ist.

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Einen Spiegel am Ende eines 2 achsigen Roboterarms? das müßtest Du dann schon noch beschreiben.

Manfred

Zitat:

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Zitat von cauboy

wenn die strecke laser-spiegel weit genug ist, kann man sehr genaue messwerte erreichen.

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und wie genau die dann sind! diese methode setzt man in der schule ein um die gravitationskraft zwischen kleinen bleikugeln zu messen. man lässt sie sich gegenseitig anziehen und macht dabei mit genau so einem optischen zeiger einmal quer durch den physikraum und zurück das ganze sichtbar...

das ganze hätte also den nachteil, dass man nur einen sehr geringen messbereich hat, je weiter man vom arm entfernt ist... und wennn dieser sich auch ncoh in mehreren achsen bewegt müsste man schon fast die gesamte wand mit sensoren vollhängen... und dann könnte es ja auch noch schatten von den untersuchten geräten und messgeräten geben...

ich würde versuchen am antrieb anzusetzten... wie funktioniert der jetzt eigentlich? pneumatik/hydraulik? bowdenzüge?

ok ich habe alles versucht ich kanns nicht hier reinstellen kann ich es jemanden als Email schicken der das dann mir reinstellt??

ICh weiss sonst nicht was ich tun soll

Wie auch immer ohne Bild nun beschreibe ich eben meine Idee,


Der Arm wird mit Hydraulik Zylindern betrieben. Der Druck wird von drausen durch ein Gefaes erzeugt. Da eine Wassersaeule von 2 Metern schon 2 bar erzeugen sollte das genug sein. Nun wird ueber ein elektronisch gesteuertes 3\2 Ventiel der Zylinder nach unten gedrueckt uber ein 2. Ventiel wird der Zylinder nach oben gedruckt. Ist das der Fall ( Ventiel 2 auf) dann wird Ventil 1 umgeschaltet so das sich das Wasser in den unteren Tank ergiest. Dabei wird befor das Wasser das Ventiel 2 ( oder 1 aber in einen getrennten Schlauch ) erreicht dieses druch eine Durchlaufzaehler gemessen. Da Wasser nicht kompremier bar ist kann nun nachgemessen wieviel das Volumen sich im Zylinder nach oben vergroessert. Danach kann auch der Winkel berechnet werden der der Arm sich veraendert.
Ich hatte das in einen Bild kanns aber nicht posten. Wenn einer sich erbamren ( hat ne halbe stunde gedauert) und das mir ins Netz stellen koennte ( ich schicks dann per Email)

Euer Backpacker

Hier mal das Bild von Backpacker...

Da eine Wassersaeule von 2 Metern schon 2 bar erzeugen sollte das genug sein.



da hast du glaub ich einen denkfehler: P=F/A
F=m*G
G=9.81m/s²
m=A*h*dichte
=> P=h*G*dichte
und dann bleibt P=h*G*dichte
h und dichte musst du in den richtigen einheiten einsetzen
P=2m*9.81m/s²*1000kg/m³
dann is des abe noch in Pa
/10^5
dann is es in bar
und 0.1962 bar sind a bissl mikrig für an bot oder red i da jetzt scheiße?

Zitat:

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Zitat von user529

//sorry i weiß nit wie ich ein zitat einfügen kann//

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In der Vorschau gibt es oben ein Feld Quote mit dem man einen selektierten Text als Zitat kennzeichnen kann. Manfred

Wieso so kompliziert? 2 Kolben mit einem Schlauch verbunden, fertig, oder nicht ???

gut dann habe ich das mit den Druck Falsch in Erinnerung.

Dann ist das obere gefass auch ein Kolben. Und auf dem Kolben legen wir 50 oder wieviel gebraucht wird kg an Gewicht der dann den Druck erzeugt. Dann muss eben nur noch der Pumpenmoter staeker sein.


@Ich_
Ich verstehe die Zeichnung und deinen Ansatz nicht.

Euer Backpacker

Zitat:

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2-Achsigen Roboterarm ... die Position des Meßkopfes am Ende des Arms

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Zitat:

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keine elektrischen Leitungen in dem Raum verlegt werden, aber außerhalb des Raumes ist alles erlaubt.

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Wenn der Unterschied zwischen "im Raum" und "außerhalb" so entscheidend ist, dann sollte die Grenze des Meßraums im Entwurf schon zu sehen sein.

Der Druck läßt sich mit einer Pumpe herstellen, ein Gefäß in 20m Höhe wird dazu nicht unbedingt gebraucht.


Manfred

Wow, ich lese mir erst jetzt Eure ziemlich guten Ideen durch, da ich mir ein wenig Urlaub gegönnt hatte.
Die Sache mit dem EMV-Labor ist so, das man bei allem was man einbaut auf die Dielektrizitätskonstante achten muß. Hier mal eine Übersicht:
http://www.rfcafe.com/references/ele..._strengths.htm
Alles was nahe 1 liegt darf verwendet werden, alles was höher liegt eher nicht. Daher ist es mir vermutlich nicht möglich flüssigkeitsgefüllte Schläuche zu verlegen. (Eine weitere Konsequenz ist das der Arm sehr leicht werden wird)
Auch Messungen innerhalb der Kammer sind problematisch, da hierzu meist ein elektrischer Sensor verwendet werden muß. Jede Messung die ich mittels opt. Kabel oder Schlauch nach aussen verlagern kann, ist aber erlaubt.

Soviel erstmal als zum ersten durchlesen, ich werd mir Eure Ideen nochmal in Ruhe durch den Kopf gehen lassen, ob davon etwas in meinem speziellen Fall anwendbar ist.

Vielen Dank nochmal
Tanar

Schau dir mal den Leica laser tracker an, mit dem sollte man das Problem per Triangulation in den Griff bekommen können.

Sicher nicht so ganz billig -))

frobo

@manf ich wollte auf dem Bild erst mal nur die funktionsweise erklaeren aber ich sehe schon das das zu ungenau wurde, alles was hinter dem 2/3 Ventiel ist, ist im speziellen Raum.

Wenn keine Fluessigkeiten gehen dann nimmt man bei meiner Idee doch einfach Luft. Die ist auch nicht kompremierbar und wenn es leckt dann ist das nicht so schlimm wie bei Wasser.
Denn Roboterarm aus Plastik herstellen, ein gutes Konzeot hat schon der Thread "Roboterarm eingebau" in der Mechanik gezeig. Das dann statt Metllschrauben mit Plastikstangen.

Das will ich nun selber bauen.... wenn....


Euer Backpacker

Seit wann ist Luft nicht komprimierbar ???

hab da was verwechselt?

Hallo Tanar,

wie groß ist denn der Arbeitsraum des Roboters ?

Wäre es nicht möglich, die Koordinaten optisch mit zwei oder drei Digitalkameras (CMUCam oder WEBCam), die außerhalb des Raumes angbracht sind, zu vermessen?

Dabei könnte der "Punktstrahler" als elektrische LED oder als Glasfaserende ausgeführt sein.

Hi Tanar,

wieviel Kraft muss denn überhaupt aufgewendet werden ?
Mit hydraulischen Systemen könnte man Tonnen bewegen, das ist wohl eher nicht nötig, oder ?

Gruß Klaus

Das mit den Kamaras ist gut, sowas habe ich mal auf einer Messe gesehen. Dort hatte man einen roten Ball ueber 3 Kamaras erfasst ( Hintergrund schwars). wenn das nun iregendwie hilft...


Euer Backpacker

Sowas wäre wirklich schön, nur leider darf der Messraum nicht durchlöchert werden. Außerdem muß man das ganze System ohne Probleme auch an anderen Orten einsetzen können.

An der Spitze des Arms befindet sich ein Sensor der ca 250 g wiegt, ansonsten Eigengewicht . Als Aktuatoren sollen 50 ml Spritzen verwendet werden.

Derzeit versuche ich grade an dem (Maus-) Lochscheibenprinzp zu schaffen, da uns eine digitale Messung einfacher erscheint bei dem schlechten Einkoppelgrad des Lichtes in die Faser den wir erreichen.