Hexapod: Die ersten Probleme treten auf =(

[masterchief]

Hy
Ich bin in Mechanik nicht so der Experte...darum weiß ich leider auch nicht wirklich wie ich mir ausrechnen kann, wie viel Kg Stellkraft das Servo haben muss, damit es meinen Hexa tragen kann...
Technische Daten:
Länge der Oberschenkel: 10cm
Länge der Unterschenkel: 10cm
Gesamtgewicht (maximal, eher weniger...kommt aber auch darauf an wieviel die Servos wiegen usw.): 2 Kg
Gewünschte Gangart: 3:3 Schrittfolge

Ps: Ich hab etwas im Forum gefunden...aber ich kann nur Teile davon berechnen...bei meinen jetzigen Berechnungen bin ich auf eine Stellkraft von 20 ncm gekommen...mir kommt das aber ein bisschen wenig vor...

Würde mich freuen wenn mir jemand erklären könnte, wie man alles berechnen kann!

Danke schon mal im voraus!!

Lg masterchief

[Chaosmann]

Ist etwas eng bemessen, ja.
http://rn-wissen.de/index.php/Spinne...%28Hexapods%29

Für a müsstest du den Extremfall betrachten um Reserven zu haben.
a = 20 cm
G = 2 kg => 19,62 N

19,62 / 3 * 20 = ~ 130 Ncm

Für normalen Gang kann man denke 10 cm ansetzen womit sich dann 65 Ncm ergeben würden.
Jetzt kommt es halt darauf an, was der Hexa können soll.

[masterchief]

Danke für die schnelle Antwort!!
Wegen dem extrem Fall: Der Hexa kann die Beine gar nicht so weit bewegen, da die Servos nicht so viel Spielraum im Ausschlag haben...würde mal sagen ein Servo hat nach links 45 Grad und nach rechts auch...bei meinen Berechnungen hat man viel mehr Berechnen müssen und man hat viel mehr Variablen gebraucht:
Hier ein Auszug daraus:
1)Summe der Kräfte in x-Richtung = 0: F_(A,x)+F_(Körper,x) +F_(B,x)=0


(2)Summe der Kräfte in y-Richtung = 0: F_(A,y)+F_(Körper,y) +F_(B, y) - F_G = 0


(3)Summe der Momente im Punkt A= 0: M_Körper - F_(B,x) * 0,075m + F_(B,y) * 0,05m


Nun sehen wir, dass wir zu viele Unbekannte haben, um die Gleichungen auflösen zu können. Das bedeutet: Zusätzliche Informationen sammeln bzw. zusätzliche Gleichungen aufstellen.

In jedem einzelnen Fall müssen wir die Kräfte und Momente im Körper bestimmen. Diese sind abhängig von:

- der Anzahl der Beine, die den Boden berühren (Kräftegleichungen)

- der Position am Körper der Beine, die den Boden berühren

Die Kräfte F_Bein,x und F_Bein,y können wir als Funktion von Anstellwinkel und F_Bein ausdrücken:

(5) F_B,y = F_B * sin(alpha)

(6) F_B,x = F_B * cos(alpha)

alpha ist der Winkel zwischen: der Geraden zwischen Auflagepunkt des Beinendes und Punkt A und der Ebene "Boden". Der Kraftvektor F_Bein zeigt entlang dieser Geraden.

Stillstand:

Wir machen noch eine zusätzliche Annahme: In x-Richtung können die Füße des Bots keine Kräfte an den Boden übertragen, es gilt:

(7)F_B,x=0

Man kann sich das so vorstellen: Selbst wenn der Bot auf einer glatten Oberfläche (Eis) steht, darf er keine "Grätsche" machen. Für das Moment gilt (7) in (3).

Noch eine Frage zu den 65 Ncm...mit dem Sicherheitsfaktor von 1,5...würde ich dann ein Servo mit einer Stellkraft von ca. 10Kg benötigen, oder?

Ps: der Hexa soll nur laufen können und keine Gewichte heben.

[Chaosmann]

Das sind die falschen Formeln.
Die brauchst du zur Berechnung der Statik.
Du willst aber im Moment nur die benötigten Drehmomente der Servos.

Gruß
Daniel

[masterchief]

Achso...Danke für deine Hilfe!!!

Lg masterchief

[Chaosmann]

Aso, eins noch wegen den +/- 45 ° bei deinen Servos:
Hast du da eine Konstruktionsbedingte limitierung?
Modellbauservos haben normal einen Aktionsradius von 180 °.
Nur werden die im Modellbau meist nicht komplett genutzt. Wenn du aber die Servos mit einem Kontroller ansteuerst, hast du die vollen 180 ° zur Verfügung.

[masterchief]

Echt?...Ich weiß nicht genau ob das Servo so einen großen Ausschlag hat...ich würde laut den jetzigen Daten wohl ein Mg995 verwenden...da man es schon um 10 - 15 Euro (!!!!!) kriegt und es eine Stellkraft von 10 - 15 Kg hat!! Da es sich um ein Digitalservo handelt würde ich schon meinen, dass es einen recht großen Ausschlag hat...

Eins wollte ich noch fragen:
Da bei dieser Gangart die ich verwende auf einer Seite immer nur 1 Bein auf dem Boden steht, auf der anderen aber 2...muss da das Servo wo nur 1 Bein auf dem Boden steht nicht mehr Ncm haben??

[Lync]

Gab es da nicht mal Kritik das die Mg995 um die "Zielstellung" zuerst herumschschwanken bis sie die exakte "Endstellung" halten?
Oder irre ich mich da?

[masterchief]

Ja da hast du recht...leider...
Die Spitzenströme sollen bei diesen Servos sogar bis zu 2 Ampere gehen!!
Dafür sind sie halt sehr billig und haben eine enorme Stellkraft...
Ist das Mg996 da etwas besser oder ist das komplett baugleich?

Welche Bauform ist eigentlich für die Servos des Hexas entlastender?
Soll ich ihn eher rund bauen oder eckig?

[Chaosmann]

Das Problem ist, dass die Achsen in den HongKong Servos nicht richtig gelagert sind. Ich habe sogar schon Bilder gesehen, auf denen die Achsen im puren Plastik gesteckt haben.
Bei kleinen Modellen mag das ja noch in Ordnung sein, Jedoch bei Hexabots geht die gesammte mechanische Last auf diese Achsen.

Gruß
Daniel