Alternativer Antrieb für Hobby-Hexas... ?

[Klingon77]

hi BlackDevil,

Ein Getriebe soll für eine Achse sein.
z.B: Ein Unterschenkel.

Wenn sich der Motor dreht fährt einer der Schieber nach vorne, während der zweite nach hinten verfährt.

Zwei Seilzüge laufen vom oberen Schieber über die Umlenkrolle des Drehgelenks zum unteren Schieber.

Die gradlinige Bewegung wird wieder in eine Kreisbewegung umgesetzt.

liebe Grüße,

Klingon77

[oberallgeier]

Hallo Klingon77,

zu den vielen Blumen von allen Seiten auch von mir noch einen grossen Strauss von Lobelien und Bewunderosen.

..................................Bild hier  

Eins leuchtet mir nur noch nicht ein: WENN Du die Litze in Art einer Winsch um ein Antriebsrad laufen lässt, warum dann nicht die gleiche Befestigung am (Zahn-)Rad des Motors? Dann sparst Du Dir die Schraubspindeln - mit ihrem nicht allzu erbaulichen Wirkungsgrad. Leider wird das Ganze dann nicht so ein technisch-ästhetisches Kunstwerk wie diese Konstruktionen, wie wir von Dir gewohnt sind.

Übrigens dürfte statt "Litze" ein sehr dünnes Stahl- oder Kunststoffband möglicherweise praktischer sein - und elastischer. Hatte ich z.B. mal in einem alten Drucker gesehen. Aber auch in Abwälzfräsmaschinen für recht große Zahnräder....

[Bammel]

Hallo Klingon,
finde dies projekt auch spannend. hut ab!
ich habe drei anregungen.

- könnte man nicht an der geschwindigkeit was machen indem man die ritzel anders dimensioniert. nur dann würde glaube ich auch kraft verloren gehen.

- die gradzahl könnte man doch noch erhöhen indem man das gehäuse (die linearführungen) verlängert. oder? dan müssten doch in der theorie 180° drinne sein. und sogar noch mehr wenn man das stahlseil quasie einmal im die achse rumwickelt

- anstelle eine potis an der drehachse könntest du auch ein linear geführen poti (schiebe poti) verwenden. dann hönnte man das gleich in dem (ich nenn das mal so) "selfmade servo" integrieren. dann bräuchte man nurnoch eine kleine mc steuerung reinbauen udn schon könnte man den wie ein poti ansteuern.

gruß bammel

[Klingon77]

hi Bammel,

die hier vorgestellte Version ist speziell für das "Knie" gedacht, welches ja die Hebearbeit zu leisten hat.

Deshalb 12 Zähne zu 60 Zähne.

Für den Fuß und das Hüftgelenk habe ich ein anderes Getriebe mit veränderter Übersetzung angedacht. Das läuft dann mit etwas weniger Kraft ein schneller.

Modul 0,5; Ritzel 14 Zähne; Zahnräder 40 Zähne

Du hast also Recht, bei der zweiten Version geht Kraft verloren und es ist ein wenig schneller.
Das gute alte Hebelgesetz; Kraft und Kraftweg...

Die beiden großen Zahnräder dürfen eine bestimmte Größe nicht unterschreiten.
Sonst kann ich die Linearführung nicht über den Motor legen und das Teil wird noch länger.
Alternativ könnte man noch ein (zwei) Zwischenräder einbauen.


Verlängern möchte ich das Teil eigentlich nicht.
Es ist eh schon recht groß geraten.

In einer verlängerten Version mit umwickelten Stahlseil könnte man wirklich mehr als 180 Grad erreichen.


Die Idee mit dem Schiebe-Poti finde ich wirklich gut.

Dann wird das Teil noch etwas größer.
Wenn ich kein "gescheites" Drehpoti an die Achse bekomme mache ich mir darüber Gedanken ein Schiebepoti (sofern ich was passendes finde) einzubauen.




hi Oberallgeier,

Der von mir verwendete Motor macht im Arbeitspunkt ca. 6000 min-1.

Bei einer Übersetzung von 1:5 (12 Zähne auf 60 Zähne) blieben 1200 Umdrehungen/min oder 20 Umdrehungen/Sekunde übrig.

Das ist definitiv zu schnell für ein Bein.

Die Gewindespindel erfüllt (neben einem schlechten Wirkungsgrad; ist schon richtig) mehrere Funktionen:

* eine weitere Vergrößerung der Übersetzung
* die daraus resultierende Zunahme der Kraft
* Selbsthemmung; kein Stromverbrauch im Stillstand.

Insbesondere die Selbsthemmung hat es mir bei der Sache "angetan".


Die Idee mit dem Stahlband hat mehrere Vorteile (dem Kunststoff traue ich , bezüglich der Stabilität und Dehnung) nicht so.

* leicht verformbar
* hohe Festigkeit
* große Auflagefläche auf der Umlenkrolle

aber wo beziehen?

Die Edelstahl-Litze habe ich problemlos bei meinem Fahradhändler (Mono-Wheel Lieferant) um die Ecke bekommen.

Sie hat 1,2mm Durchmesser (0,5 oder 0,8 wären mir lieber gewesen).
Die Edelstahl-Litze ist übrigens spürbar flexiebler als solche aus "normalem" Stahl.

Eine andere Alternative könnte in aufgeschnittener schmaler Zahnriemen sein

Da bringst Du mich aber auch wieder auf Ideen \/
Dabei dachte ich, das Teil sei "so schön durchgeplant..."



Kann denn einer der Hexa-User Angaben über den Stromverbrauch der Servos im Stillstand machen?

Interessant wäre:

Knieservo im Stillstand (mit gehobenem Gewicht) und in Bewegung
Unterschenkel und Hüftgelenkservo im Stillstand und bei Bewegung

liebe Grüße,

Klingon77

[oberallgeier]

Hallo Klingon77,

... Gewindespindel ... mehrere Funktionen:
... Übersetzung ... Kraft ... Selbsthemmung ...

Ok, das hab ich endlich verstanden. Insbes. die Selbsthemmung steht ja schon im ersten Posting. Dauert bei mir halt manchmal, vor allem nachts.

... 1,2mm Durchmesser (0,5 oder 0,8 wären mir lieber gewesen)...
... Stahlband ... wo beziehen?
... Alternative ... Zahnriemen ...

Sehr dünne und gut flexible Seile bekommst Du beim oder über den nächsten Gleitschirmshop. Für Wettkampfschirme nehmen manche Extremisten schon mal 0,4 mm Kevlar. Ohne Umhüllung ist das aber UV-empfindlich. Dünne Litze gibts sicher auch im Yachtgeschäft ... Na ja, und der Zahnriemen in meinem CANON ist nicht wirklich dick - aber ungefähr 2mm x 2 mm - das ist wohl zuviel für Dich.

[datobbs]

Hallo Klingon77,

auch von mir erst einmal Lob und Erstaunen! Besonders nach dem ich mir mal so ein Streichholz vor Augen gehalten habe
Sieht sehr schön aus.

Was ich anmerken/wissen wollte ist, warum man 2 Gewindespindeln nötig hat? Wäre nicht 1ne platzsparender und einfacher, dann bräuchtest du auch keine Dämpfung.
Falls die 2 ganz bewust gewählt wurden, klär mich auf!

Anbei eine Skizze zur Verdeutlichung meines Gedankens. Hoffe es lässte sich erkennen.

[Klingon77]

hi Oberallgeier; datobbs,

An die Gleitschirme und Jachten habe ich überhaupt nicht gedacht!

Umhülltes Kevlar oder eine dünne (Edel-)Stahllitze wären natürlich eine feine Sache.

An die Zahnriemen einer Kamera habe ich ebenfalls nicht gedacht.
Mitunter ist man doch etwas "betriebsblind"

Da muß ich mal nach suchen. Evtl. kann ich in einer zweiten Version was übernehmen.

Mal Dank für die Tipps



@datobbs:

zuerst wollte ich die Kraftübertragung von der Gewindespindel zur Drehachse mit Pleuel machen.

Ein Zahnrad hätte dann locker ausgereicht.

Was mich störte, war der nicht lineare Verlauf des Verschiebeweges des Messingschiebers auf der Gewindespindel in Bezug zum Drehwinkel des angetriebenen Gelenks.

Das würde die spätere Berechnung einer möglichen Beinbewegung nicht eben vereinfachen.

Deshalb der Einfall mit der Litze. Der Drehwinkel in Bezug zum Verschiebeweg ist immer der Gleiche.

Warum zwei Zahnräder?
Da bin ich mir selbst nicht so sicher.

Beim Bau der Mono-Wheel Mechanik sagte ich mal zu Murdoc_mm, daß ich "gerne für die Ewigkeit" baue; sprich auf Nummer Sicher gehen möchte.

Die Optik der beiden Zahnräder mit Ihren Spindeln hat mir gefallen...
Symmetrie in der Mechanik schmeichelt dem Auge...

Die Belastung verteilt sich auf mehrere Bauteile...

Duch die Verwendung zweier Seile pro Schieber wird die Gewindehülse nicht gekippt (einseitig belastet); sofern die Seile auf der gleichen Ebene liegen, wie das Zentrum der Gewindespindel.

Alles fadenscheinig herbeigesuchte Argumente, welche mir durch den Kopf gingen um zu verschleiern, daß Dein Entwurf bestechend einfach und effektiv ist

Spaß beiseite:

Deine Idee ist wirklich ausgezeichnet

* Die Seile / Riemen würde ich dann seitlich parallel zur Gewindespindel legen um eine einseitige Belastung zu vermeiden.
Dadurch würde die Konstruktion etwas breiter aber dafür nicht mehr so hoch.
* Die beiden Rollen könnten dann auch nach unten gekippt werden, was die Bauhöhe nochmals reduziert.
* Die Umlenkrolle könnte am Getriebeende integriert werden; das reduziert die Baulänge.
* Der Einbau eines federunterstützten tangential wirkenden Riemenspanners sollte ebenfalls möglich sein.


Wenn ich darf, möchte ich da in einer späteren Version gerne nochmal darauf zurückkommen.

liebe Grüße,

Klingon77

[pidi]

Hallo Klingon77,

zuerst wollte ich die Kraftübertragung von der Gewindespindel zur Drehachse mit Pleuel machen.

Ein Zahnrad hätte dann locker ausgereicht.

Was mich störte, war der nicht lineare Verlauf des Verschiebeweges des Messingschiebers auf der Gewindespindel in Bezug zum Drehwinkel des angetriebenen Gelenks.

Das würde die spätere Berechnung einer möglichen Beinbewegung nicht eben vereinfachen.

Deshalb der Einfall mit der Litze. Der Drehwinkel in Bezug zum Verschiebeweg ist immer der Gleiche.

Wenn Du das bereits angesprochene Poti zur Lageerkennung an der Drehachse befestigst, und eine ähnliche Elektronik wie bei einem Servo benutzt, macht es keinen Unterschied ob der Drehwinkel zum Verschiebeweg linear verläuft oder nicht, da es der Lageregelung (Sollwert zu Istwert) relativ egal ist.
Bei geschickter Anordnung von Linearantrieb und Pleulanlenkpunkt ergibt sich hierraus sogar ein Kraft und Geschwindigkeitsgewinn, da nicht bei jedem Beinwinkel die selbe Kraft benötigt wird!

Wenn ich das richtig verstanden habe, möchtest Du die Gewindespindel, sowie die Gewindehülse aus Messing fertigen. Ist es nicht ungünstig gleiche Materialpaarungen zu haben? Ich würde eine Stahlspindel mit Rotguß (RG7) Gewindehülse nehmen.

Sorry für diese Kritik, alles in allem finde ich Deine Planung und vor allem die Ausführung wirklich super. [schild=11 fontcolor=000000 shadowcolor=C0C0C0 shieldshadow=1]genial[/schild]

lg
Pidi

[Klingon77]

hi pidi,

ups...

da hast Du natürlich Recht, was Du über das Poti und die Anlenkung der Drehachse per Pleuel schreibst.

Bei dem "nicht linear verlaufenden Winkelproblem" hörte ich damit auf, über das Pleuel weiter nachzudenken und suchte nach einer alternativen Lösung.

Ich habe es also nicht zu Ende gedacht; mein Fehler...

Was mich noch zum Wechsel auf die Seile (Bänder; Riemen) bewog, war der Umstand, daß die Pleuel seitlich am Motor vorbei laufen müssen um voll beweglich zu sein.
Dadurch hätte ich wieder breiter gebaut.




Was die Materialpaarung bezüglich der Gewindespindel und der Hülse betrifft hast Du ebenfalls Recht.

RG7 und Stahl wäre die bessere Wahl.

Ich dachte, daß Messing auf Messing ebenfalls einen ausgezeichneten Reibkoeffizienten hat.

Solch filigrane Sachen wie die Gewindespindel (muß ja beidseits ein Zapfen von 2,0mm -0,05 oder so angedreht werden) arbeite ich lieber in Messing.
Bei meinem "China-Böller" (Güde HQ 400B) dreht es sich dann besser, als in Stahl.

Wie wäre es denn mit einer Messing-Gewindespindel und einer RG7 Hülse?
Dann sollte ich zumindest eine bessere Notlaufeigenschaft haben.

Was Materialpaarungen betrifft habe ich nur begrenztes Wissen / Erfahrung.


Bei mir muß sich niemand für Kritik entschuldigen!

Das ist ja eben der Grund, warum ich (und andere) hier posten.

In den beiden Tagen dieses Thread´s habe ich schon so viele brauchbare Anregungen bekommen, daß ich am liebsten komplett neu planen würde.

Ich versuche nun aber das Getriebe (und evtl. mehrere für ein Bein; oder sogar eine Hexa-Mechanik) so aufzubauen, wie ich es skizziert habe.

Grobe "Schnitzer" scheinen ja nicht in der Konstruktion zu liegen; es sollte also zumindest so funktionieren.

Beim nächsten kann ich dann, dank eurer Hilfe optimieren.

liebe Grüße,

Klingon77

[Bluesmash]

wirklich schöne arbeit!

Bei verwendung einer 2. umlenkrolle hätte man sogar den vorteil dass man das Poti für die Lageerkennung an dieser rolle das poti gleich fixfertig einbauen könnte, natürlich hat man dann das problem das eventuell enstehender schlupf an der effektiven achse (drahtseil schleift über die antriebsrolle) nicht kompensieren kann...

gruss bluesmash