Roboterarm Motorwahl

[max1992]

Wie berechne ich die maximale Kraft die auf ein Lager maximal wirkt? Ist das über den maximalen Hebel also in diesem Fall also da der Arm maximal 12.6 kg trägt dann
76Nm/0,6m=ca 127 N
oder braucht man da noch andere Kräfte die auf das Lager wirken
Es wirkt ja auch durch die Drehung eine Kraft auf das Lager

Sry habe nur Schulwissen, was dann doch recht begrenzt ist

[i_make_it]

Kann man machen, aber dann hat man in der Summe mit einigem an unnötigem Gewicht zu kämpfen.
Dadurch werden dann notwendigerweise andere Teile wieder größer und schwerer und man kann echte Probleme bekommen.

Die übliche Vorgehensweise ist, mit der Nutzlast (3-5kg) den Greifer zu dimensionieren (notwendige Greifkraft, Formstabilität der Teile)
Mit den Massen und den maximalen Hebellängen ermittelt man die Kräfte die aufs Handgelenk wirken.
Dann kann man da Lager und Antrieb dimensionieren.
Dann den Unterarm entsprechend steif (Biegung, Torsion) konstruieren und da die Kräfte aus Masse und Hebelarmen ermitteln die auf den Ellenbogen wirken.
So hangelt man sich dann vor bis zum Basisgelenk.


Das war mal eine Ideenskizze für einen 5-Achs Vertikal Knickarm mit Servos (6-Achs wenn man an Stelle des Fragezeichens noch eine Achse einbaut)
Die Lager sind Kupferhohlnieten die als Gleitlager fungieren.
Je nach Servos könnte der wohl auch 500g handhaben, aber mit den Lagern ist die Lebensdauer halt nicht besonders.
Es ist eher eine Möglichkeit kostengünstig ein Demonstrationsmodell zu bauen.
Wenn man die Servoelektronik rauswirft, und an dem ersten Zahnrad nach dem Motorritzel eine Sensorik anbaut, hat man DC Getriebmotoren mit Encodern und kann programmtechnisch damit alles umsetzten was man auch für einen großen Roboter braucht.


Und das eine Ideenskizze für einen Unterarm eines 6-Achs Vertikal Knikarm in der 2-3kg Klasse mit 12V DC Encoder Motoren. (wie die Pololu mit CPC Encoder)
Hier habe ich die Zahnriemen weggelassen die die Motoren mit den Kegelrädern verbinden.
Die Motoren sind nach hinten verlegt, um die Hebelarme für die Masse zu verkürzen, was sich bei der Auslegung der Motoren für die Achsen 2 und 3 bemerkbar macht.

[max1992]

Noch kurz zum Verständnis was ist mit Kräfte aus Masse und Hebelarmen gemeint? also einfach alle Hebelkräfte bis zB dem Schultergelenk addiert?

und wenn ich dann unten beim Basisgelenk/dem Kugellager dort bin wirkt auf dieses dann auch nur diese Hebelkraft, die beim Kauf beachtet werden muss, oder wie)

Übrigens danke für die Skizzen machen das ganze echt deutlich

[i_make_it]

Hab den Post noch ergänzt, schau noch mal drüber.

Vom Prinzip ja, jedes Teil hat eine Masse (in Kg) die eine Gewichtskraft verursacht.
Man nimmt immer die Roboterpose die am ungünstigsten ist, also die längsten Hebelarme und und somit das größte Drehmoment verursacht.
Dann nimmt man jedes einzelne Teil und ermittelt seinen Masseschwerpunkt. von diesem Masseschwerpunkt bis zur Drehachse die man dimensionieren will, geht der jeweilige Hebelarm.
Am Ende werden alle Einzelmomente aufadiert. Da die Summe aller (Dreh-) Momente null sein muß, ist das Lager (das kann mehr als nur ein einzelnes Kugellager sein) entsprechen zu dimensionieren.
Neben diesen rein statischen Kräften/Momenten kommen noch dynamische Kräfte hinzu die von den Lagern aufgenommen werden müssen.
Beschleunigt man eine Achse mit Maximalwert und bremst sie aus der Beschleunigung mit Maximalwert ab, dann wirken Massenträgheit und Fliehkräfte (Diese Kräfte können ein vielfaches der statischen Kräfte betragen. Bei 10g z.B. 10 mal so viel)