hi,

Warnung:
Viele Fotos und ein wenig Text...

seit geraumer Zeit mache ich mir Gedanken um einen alternativen Beinantrieb für die "Hobby-Hexas" bzw: Schreitroboter im allgemeinen.

Vorab sei gesagt:
Das da wesentlich kompetentere Leute als ich es bin, dran "knabbern", ist schon klar."

Dennoch: Was mich bei den üblicherweise verwendeten Servos immer gestört hat, ist der permanente Energieverbrauch; auch im Stillstand des Beines / Hexas.

Folgende Idee möchte ich gerne einmal in der Praxis umsetzen (zuerst nur einmal) und testen:

Was haltet Ihr davon? Macht es Sinn, so etwas zu bauen?

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Wo fange ich an...

In Prinzip handelt es sich um einen Linarantrieb.
Die Drehbewegung des Motors wird in eine lineare Bewegung umgesetzt.

Bauen möchte ich in Makrolon/Lexan, Messing und Stahl.

Das hier vorgestellte Getriebe hat folgende techn. Daten:

Breite: 27mm
Höhe: 55mm
Länge: 61,4mm (mit ungekürzter Motorwelle)
Länge: ca. 59mm (mit gekürzter Motorwelle)

Gewicht: ziemlich genau 100 Gramm (mit allen Befestigungsschrauben; wie gezeichnet)

Motor: http://www.conrad.de/goto.php?artikel=229020

Nennspannung: 12 V/DC
Abgabeleistung: 8.9 W
Effizienz: 65 %
Leerlauf-Drehzahl: 11 780 U/min
Leerlaufstrom: 0.10 A
Abm.: (L x B x H) 36 x25 x 19 mm
Wellen-Länge: 9.7 mm
Gewicht: 38 g
Wellen-Ø: 2 mm
Spannungsbereich: 4 - 18 V/DC
Last-Drehzahl: 5890 U/min
Max. Drehmoment: 1.47 Ncm
Strom bei max. Wirkung: 1.74 A

Motorritzel: 12 Zähne Modul 0,4
Zahnräder: 60 Zähne Modul 0,4 ... logisch

Schieber und Gewindespindel aus Messing (M3 jeweils einmal Rechts- und Linksgewinde)

Führungsstange: Silberstahl 2mm

2 Kleinst - Radialkugellager 692 ZZ (innen: 2mm; außen: 6mm; Breite:3mm) jeweils am Ende der Messing-Gewindespindel

Ein Drucklager (in dieser Version aus Messing gedreht) zur Aufnahme der Axiallast. Ein nachträglicher Umbau auf ein Kleinst-Axiallager mit den selben Abmessungen wie die beiden Radiallager ist denkbar; bei einem Stückpreis von ca. 3,50€ habe ich aber in der Testversion davon abgesehen.

Gewindehülse zum Einstellen des Axialspiels der Gewindespindel.

Die beiden Messing-Schieber bewegen sich durch die rechts- und linksläufige Gewindespindel (M3) jeweils entgegengesetzt.
In die beiden kleinen Bohrungen wird eine Stahllitze (Edelstahl 1,2mm Durchmesser) eingeführt und mit der M2 Schraube (und einer Aderendhülse) geklemmt.

Über diese beiden Litzen (linke und rechte Seite) soll mit Hilfe zweier Umlenkrollen auf der Gelenkachse, auf der die Litze geklemmt wird eine Drehbewegung ausgeführt werden.
(noch nicht gezeichnet)

Was mir noch etwas "Bauchweh" macht ist der Ausgleich der "Überbestimmung" der Litzen am Getriebe. Da muß ich noch irgend eine Dämpfung entwerfen.

Die Umlenkrollen sollen einen Wirkdurchmesser von 28,8mm haben.
Dann wird die Litze beim austreten aus den Schiebern nicht geknickt.

Geplant ist ein Bewegungsbereich von +- 60 Grad des jeweiligen Gelenks.
Das ist zwar nicht so viel wie bei den Servos; sollte aber für ein Hexa-Bein ausreichen.



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Soweit die Theorie; nun zur Praxis:

Einige Teile habe ich schon bestellt und erhalten.
So konnte ich die letzte Woche, obwohl ich momentan nur sehr wenig Zeit habe, mit dem Bau beginnen.

Die beiden großen Zahnräder wollte ich aus Gewichts- und optischen Gründen etwas modifizieren.

Bild hier  

Die Zahnbreite beträgt 1,5mm und ich dachte mir, das da viel zuviel Material ist.

Also habe ich die Zahnräder mit meinen letztens gefertigten Spannpratzen auf die kleine CNC gespannt, ausgerichtet und etwas Material weggefräst:

Bild hier  

Das linke ist original; das rechte modifiziert:

Bild hier  

Nun ist es ein wenig leichter und die Optik gefällt mir wesentlich besser
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Dann fräste ich noch die motorseitige Getriebeplatte.

Bild hier  


von vorne:
...zusammen mit den beiden Kugellagern, Linksgewinde-Bohrer; -Schneideisen und M2 x 5 Schraube mit Unterlegscheibe:
Bild hier  
Das Motorritzel habe ich spaßeshalber mal eingelegt.

...und von hinten:
Bild hier  



Beim fräsen dieses Teiles ist mir ein "Lapsus" passiert; ich werde es nochmal fräsen.

Ich hatte, um die kleinen Aussparungen zu fertigen nicht den richtigen Fräser.
Die vier Bohrungen im Foto unten sind 1mm im Durchmesser:
Bild hier  

Die Aussparungen habe ich mit dem linken Fräser gefräst:
Bild hier  
Ein Fräser des rechten Typs (Einschneider) wäre besser gewesen; den hatte ich aber nicht mit 1mm Durchmesser da (ist bestellt).

Der linke Fräser konnte die Späne nicht richtig abführen.
Der Kunststoff erwärmte sich und verband sich nach dem fräsen wieder mit der Platte

Der rechte Ausschnitt ist ja noch passabel; der linke nicht mehr tragbar.

Habe ich geahnt; wollte aber unbedingt die Platte mal als "Muster" fräsen.
Der Einschneider, mit welchem ich die Kreistasche für die Zahnräder ausfräste ist, nach ca. 65m Messingbearbeitung (Spannpratzen) auch nicht mehr der schärfste; sie Kreistaschenboden und Grat am Messingzahnrad).



So, es gäbe noch viel zu schreiben; möchte aber hier erst mal schließen.

Wie denkt Ihr darüber?

Der größte Vorteil einer solchen Konstruktion ist, wie bereits erwähnt, daß die Beinposition auch bei ausgeschaltetem Motor erhalten bleibt, weil die Gewindespindel selbsthemmend ist.

liebe Grüße,

Klingon77