Fahrgestell bauen und was über Antriebe lernen

  • Wormgears ain't good for Robots; They can't handle the rapid transition between for/backwards, nor are they efficient. 70% is pretty good for a wormgear.

    A Planetary gearbox can get up to 98% per stage.
    Chains are the next thing, in the same league as spur gears , with up to 95% effciency.

  • In my own small world i was thinking that a wormgear has several advanteges.

    At first, the Wormgear can stop rapidly because ist a most self-blockading. If the robot runs, his own mass will turn the wheels and with normal gear it will turn the gear and motor too. So the motor must be more stopped by voltage. A wormgear reduces this voltage.stopping, i think so. Because of it´s self blockading. So the motor can switched rapidly to reverse. Thats my theory.

    As a plus its possible to save many space in the robots chassis because the motor with gear can be mounted on the side. between the two motors then is some space that can be used. No need to find extraflat motors to save space in the robots mid.

    The next thing is that the torque will be mor bigger with a wormgear because the rotationaxis are 90 degree and the worm will have very very small diameter while the other gearwheel will be a very big one.

    Ok, because of that it will be more sluggish, but..i think the advantages could be more better.
    ..in my own small world in my head :D

    But at the moment i will build a driving testmodel, simply a plate witz motors gears and wheels. To learn about all that stuff. Then i can see how its all working and learn about functions of all the electronic and so on. I hope then i have some more ideas to realize a robot.

    What you think about gears like this (i dont kno the right name for this gears):
    http://www.voelkner.de/products/15633…31-15-45-Z.html

  • Ok anderer Motor, wurd ja auch mal erwähnt.
    http://www.robotmarketplace.com/products/BP396505-22.html

    DeWalt 396505-22 bzw 396505-22SV


    Der scheint auch gern benutzt zu werden, aber der hat einen strombedarf im Stall 155A.


    Da hab ich ganz allgemein auch eine Frage. Der Stall tritt doch auch auf wenn der Motor umgeschaltet wird von Vorwärts auf Rückwärts? Eigentlich ja beim abbremsen wenn der Motor durch Impulse abgebremst wird.

    Wird der Motor und der Regler dabei deutlich wärmer? Es ist ja so das man den Robot die ganze Zeit wendet und die Richtung ändert. Da kommt ja auch eine Menge dieser Bremsungen zusammen. Oder kann man diesen Strombedarf vernachlässigen weil die Zeit in denen er auftritt zu gering ist um alles aufzuheizen?


    Denn ich würde ja gern einen IBF-Regler verwenden der maximal um die 80 Ampere verträgt. Für den Dauerstrom der meisten Motoren die ich in Betracht ziehe ist das mehr als ausreichend.

    • Offizieller Beitrag

    Stall tritt eigentlich nur auf wenn die Räder Komplett Blockieren, oder das Getriebe, beim Fahrrichtungswechsel, werden die Motoren normale erst runter gebremst bevor sie die Richtung Wechseln, das ist wesentlich weniger als wenn der Motor Komplett Blockiert wird, die 155A sind da nur der Maximalste Wert bevor der Motor ab Raucht, zumindest theoretisch, deshalb hat Moderne Elektronik auch eine Strombegrenzung, die einstellbar ist, damit kannst du einstellen bis zu welchen Wert der Motor Belastet werden soll, darüber Schaltet die Elektronik ab (in Reiner seiner Elektronik Brennt die Sicherung durch) bis die Blockade sich löst, also von mir aus als spitzen Wert in dem Fall 100A Einstellen, wirst du im normal Betrieb aber nie erreichen, allein beim Richtung Wechsel vom Bauchgefühl Maximal 60A, müsste man einfach Messen während der Bot fährt, dafür macht man ja Testfahrten und fährt nicht gleich zum Event! ;)

  • So vom Bauchgefühl war mir auch so als wenn so eine Spitze nicht so schnell auftauchen wird, aber lieber fragen.

    Hab in dem pdf zum Regler 4_5 nichts genaues zu einer Strombegrenzung gefunden. Wäre gut wenn die im Fall von zuviel Strom dann nach kurzer Zeit auch wieder den Strom freigibt. Nicht das ich dann da stehe weil es doch mal eine Spitze gab und der Strom abgeschaltet ist.

    • Offizieller Beitrag

    (in Reiner seiner Elektronik Brennt die Sicherung durch)

    Weiß nicht ob der IBF Regler eine Strombegrenzung hat, bei der Sicherung bin ich mir sicher, die Strombegrenzung beim RoboteQ Controller, siehe meinen Heavy Thread, kann es dort im Programm Eingestellt werden, sind aber im Millisekunden Bereich, wo die Elektronik immer wieder checkt ob der Wert nicht überschritten wird, dann wird auch wieder Frei gegeben, wenn du aber z.B. ein Kaputtes Getriebe hast, seih froh das die Elektronik nicht wieder Frei gibt, ein Brand im Roboter ist immer Schlimmer als einen Kampf zu verlieren!

  • Kaputtes Getriebe?? Ich hoffe sowas kommt nicht regelmässig vor.
    Wenn ich den Heavy baue, werd ich vielleicht Zahnräder anfertigen lassen. Bisher habe ich noch nix gesehen das mir Vertrauen vermittelt hat. Das ist alles so zart und klein.
    Aber da muss ich dann auch erst ermitteln welche Untersetzung da geeignet wäre, je nach Motor kann das ja auch schon stark variieren.

    Wenn ich allerdings den Preis sehe den du da bei Luzifer mal genannt hattest wird mir schon etwas schwummerig. Vielleicht läuft mir ja ein Satz Zahnräder über den Weg bei der Arbeit.

    • Offizieller Beitrag

    Weiß nicht ob der IBF Regler eine Strombegrenzung hat, bei der Sicherung bin ich mir sicher, die Strombegrenzung beim RoboteQ Controller, siehe meinen Heavy Thread, kann es dort im Programm Eingestellt werden, sind aber im Millisekunden Bereich, wo die Elektronik immer wieder checkt ob der Wert nicht überschritten wird, dann wird auch wieder Frei gegeben, wenn du aber z.B. ein Kaputtes Getriebe hast, seih froh das die Elektronik nicht wieder Frei gibt, ein Brand im Roboter ist immer Schlimmer als einen Kampf zu verlieren!

    Was wird denn da für ein Zeug geschrieben? :cursing:

    Die ersten Regler von mir hatten eine einstellbare Strombegrenzung. Aber nachdem die Strombegrenzung auch beim Wegfahren des Bots wirkt (da fließen halt mal die meisten Ampers und der Bot "ruckelt") hatte die jeder von den Anwendern auf "Vollanschlag" eingestellt. Also praktisch ohne Strombegrenzung betrieben.

    Die verwendeten MOSFET-Halbbrücken von Infineon haben eine interne Strombegrenzung, um die Brücke vor Strom-Überlast zu schützen. Liegt je nach verwendeter Brücke bei 40A oder 55A.
    Warum also eine zusätzliche Strombegrenzung auf der Baugruppe unterbringen? Wird doch eh nur bis Maximalwert hochgedreht. Und der Chip schützt sich ohnehin selber vor einem zu hohen Strom.

    Wie vielleicht bekannt ist, löst eine Schmelzsicherung nicht sofort aus, wenn ein paar Milliampere über dem angegebenem Auslösepunkt liegen, sondern bildet einen thermischen Mittelwert. Bei ein bißchen mehr als 40A dauert es lange, bei viel Ampere drüber eben weniger lange. Diese Schmelzsicherung wirkt auf alle Kanäle des Reglers um im Notfall (=Blockadebetrieb eines Getriebes oder Antriebs) dafür zu sorgen, dass nicht irgendein thermischer Schaden an den Bauelementen (z.B. überhitzte Motorwicklungen) entsteht. Wenn eine falsche Sicherung eingesetzt wird, oder die Sicherung die entstehende Verlustleistung nicht abführen kann (also z.B. gekapselt, ohne Luft herum), löst die natürlich vorzeitig aus. Logisch.
    Ebenso natürlich auch, wenn Motoren angehängt werden, die kontinuierlich mehr Strom brauchen als durch die Sicherung dimensioniert ist. Das nennt man Physik bzw. Elektrotechnik.....

    Wenn eine Strombegrenzung, so wie o.g. beschrieben, im Millisekundenbereich wirken würde, käme der Bot nicht vom Fleck. Der gemessene Wert muss integriert werden. Mindestens über eine Periode des PWM-Signals. Dann ruckelt der Motor zwar, aber er kommt immer vorwärts.


    Zitat

    Kaputtes Getriebe?? Ich hoffe sowas kommt nicht regelmässig vor.

    Doch, kommt öfters vor.
    Darum auch die Warnungen, sich als "Anfänger" gleich mit einem Selbstbaugetriebe versuchen zu müssen.
    Der Unterschied zu RC-Cars uns sonstigen "Standard-Antrieben" liegt darin, dass unsere Bots eben auch mal ein paar Kraftstöße verkraften müssen. Das geht dann an den Zähnchen der Zahnräder aus....

  • The self blocking is the reason a wormgearbox will destroy itself in a robot.

    • Or you take one that is ment to take the forces involved, and then you get a large, heavy, expensive gearbox.
    • Or you take the smallest that fits the motor you want to use, and the grease/oil will get a golden glitter very fast

    The only machine I know that used wormgears with a certain degree of succes is Spike, and that used very expensive industrial versions with a very low gearratio and tiny wheels lacking grip.

    Damaged drives.
    Not uncommon.

    • Planetary drives, among the best we can use, have 1 main failure point. The pins that carry the planets. In most planetaries those are pressed in the carrier, and the loads we unleash on them wiggle the pins lose.
    • Chains are among the more forgiving setsups, but vurnable to "jumping off".
    • Spur gears. To give an example. Kashei eats Mod 2 Z12 pinions for breakfast on the axe.
  • @IBF
    Ja ich hatte irgendwo was gelesen das irgendwo eine Strombegrenzung rausgenommen wurde aus dem Regler. Aber ich hatte das nicht mehr so genau auf dem Schirm und wie sich die Schmelzsicherung da bewährt. Klar die sind ja eher träge und nicht so restriktiv wie eine programmierte Begrenzung. Das kenn ich aus dem KFZ-Bereich ja auch.

    @maddox
    I forogt something, my Background is industrymechanics. So i dont use small RC-Parts für mechanics. Because of that i will use indutryparts or custommade parts. In that case they will constructed by our constructiondepartement an if there is time enough they will be made by our manufacturingdepartement. Means that it will be stable and reliable parts i hope so.

    However, i will give a try, if it fails..ok.. then you have a slap on my head for free :D

  • :D

    Ok dont really big industryparts because of weight, but no RC-like parts. The important thing is the right steel and hardening. I think about hardness around 56-58HRC and a slightly elastic material like its used für springs. Called C100 or a Toolsteel like the 1.2824 or 1.2379 or better 1.2235. Thats material we use for pressing-tools for punch metal work, we make automotive parts. Because of this we have a lot of materials and machines and so on.

    i´m positive looking for success. I do, i do, i do :D

  • Hardox is a good steel, but it has too much Chrome and has not much C so it cant be hardened, or only light hardened. That Chrome produces more and bigger Carbide wich can let the Steel break, complete or little parts of the steel.
    Without or with only very very little bit Chrome the steel has smaller Carbide that are more regular placed in the structure. That makes a more homogene structure and let the steel not break at hard hits.

    Most geardrives are made from C45 Steel wich is a Steel for Springs. That means that the steel is more elastic when its hardened. A hard hit makes not a permanent damage because the steel will be elastic. I would prefer C100 or minimum C70, these are stronger. But best would be a good Toolsteel without chrome or absolut minimal chrome. The C100 has a problem, he will deformed permanently at hard power, 1.2235 will nor deform permanently and thats the right thing for tool and parts.

    Hardness depends on hardenigprocess. 56-58 HRC is not very hard for a hardend steel. For a unhardened steel it would very very hard, thats right.

    For Example look here. Its a knife made from a 60HRC hardened steel 1.2235 wich is one of the most elastic and hard steels.

    Hardended Steel 1.2235 60HRC vs. C100 60HRC try to break it

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    knife from hardened steel 1.2235, look from 2:05 min its tested on other steel
    https://www.schmiedeglut.de/breacher-sg-on…atz-messer-army

    Einmal editiert, zuletzt von battlecore (8. November 2016 um 22:48)

    • Offizieller Beitrag

    Interssanter Beitrag!

    Jetzt wäre es natürlich noch interssant zu wissen:
    - kriegt man so einen C100 auch als Normalsterblicher zu kaufen
    - Kann man diesen Stahl mit "normalen" Bohrern (also z.B. auch die für Hardox) noch bearbeiten
    - Was passiert mit dem Stahl, wenn man ihn schweißt (Es war die Rede, dass er bei 170°C getempert wurde).

    Ich weis, alles Fragen, über die ein Metaller müde lächelt. Aber ich frag' trotzdem mal....

    • Offizieller Beitrag

    Das größte Problem seh ich darin, wie ein normalsterblicher das härten richtig hinbekommen soll ;)
    Dafür muss man möglichst exakte Temperaturen treffen, die möglichst im gesamten zu härtenden Teil (also für uns wohl meistens das gesamte Stück Stahl) vorliegen sollten.
    Ähnliches beim anlassen, auch dort sollte eine möglichst gleichmäßige, präzise Temperatur herrschen.

    Und beides bekommt man schlecht hin ohne einen entsprechenden "Ofen" dafür oder ähnliches.
    Hätte man den, könnte man evt. sogar das ganze Chassis zusammenbraten, und erst im Anschluss alles gemeinsam härten. Dann hätte man kein Problem, dass Schweißnähte die Härtung aufheben. (Mag mich da aber täuschen, kenn die Temperaturbereiche wann eine Schweißnaht nachgibt und welche Temperatur zum härten erforderlich ist nicht).
    Ein Freund von mir ist da grade fleißig am ausprobieren, was sich machen lässt, seit er die Grundausstattung seiner Schmiede zusammen hat.
    Allerdings geht es da eher darum, die Kante eines Meißels zu härten oder ähnliche, eher partielle Dinge bzw. bestenfalls Kleinteile am Stück. In einer Esse ein Stück Stahl gleichmäßig zu erhitzen, dass nicht in die Esse passt ist halt schwierig ;)

  • @ IBF, heattreating steel brings the best out in it. The examples Battlecore gives are exactly demonstrating that.

    @ Battlecore. For gearboxes and such, heattreating good steel parts is a fine plan, especialy with full custom setups.
    Combined with hard chrome or tiN coatings and well applied bearings, you're on the high end of the enginering scale.

    I'm curious how far you'll go.

  • maddox,
    Highend maybe, i dont know. For me it is every day work.

    IBF,
    Lässt sich ganz normal bearbeiten, bohren, sägen usw. Die Härte und Elastizität kommt dann durch das härten.

    Schweissen...geht so. Man muss den Bereich wo nan schweisst aber anwärmen. Bei Material bis 2 oder 3mm geht das mit ner normalen Lötlampe ausn Baumarkt mit den blauen Gaskartuschen. Dickeres muss man schon lieber mit nen richtigen Brenner vorwärmen wie Autowerkstätten und Bauschlossereien haben. Anwärmen auf etwa 700 grad bzw leicht rotglühend. Schweissnaht druff. Mit hilfe des brenners dann laaangsam bis auf meinetwegen 200 grad runterkommen lassen, so innerhalb 5 minuten von schweissen auf 200 grad etwa.

    Klar, C100 oder 1.2235 bekommste an jeder Ecke. Hat jeder Stahlhändler im Angebot. Bei ebay bekommt man auch Reststücke in allen möglichen Abmessungen. C75 geht auch, ist vielleicht nen Tick billiger. Aber bestimmt Lichtjahre von dem Preis für Hardox entfernt. 1.2235 ist billiger als C100 oder C75, das sind alles Preise die nicht sooo viel höher sind wie bei Baustahl.

    Härten ist bei 1.2235 kinderleicht. Der braucht nur 820 grad. Ich mach das in einem holzkohlegrill den ich mit schamottersatz und feuerzement ausgekleidet hab. Kohle ist besser als Gas weil Gas reduzierend wirkt. Loch unten an der Seite rein damits zieht. Ich puste die glut mit einem Heissluftfön an und ab gehts. Material muss hochkant rein damit die wärme gleichmässig drankommt, sonst wirds krumm. Ich pust die glut von oben direkt drauf. Mit Einem teleskopmagnet prüfe ich in der glut dann wann der Stahl nicht mehr magnetisch ist. Um sicher zu gehn. Ab da dann 10 minuten auf der Temperatur halten bzw. 1minute pro mm Materialstärke, mindestens aber 10 minuten. Hab ein Multimeter mit Temperaturfühler. Dann schreck ich das in etwa 60 grad warmem Wasser ab. Einfach mit Wasserkocher nen ollen Zinkeimer vollmachen. Bis ich abschrecke hats sich auf 60 grad abgekühlt. Dann innerhalb zwei Stunden einmal bei 200 Grad in den Backofen und das wieder mit Wasser abschrecken.

    Das ist der vorgeschriebene Ablauf für 1.2235. Total easy.

    Ja die grösse der Esse ist halt wichtig. Grosse Teile kann man aber auch wegschicken zum härten. Muss man ein bissel Teile sammeln damit es sich lohnt.
    Und vor allem an jedes Teil dranschreiben welches Material es ist. Manche Teile kann man auch halbieren wenn sie nirgends härtbar sind, aber ein grosser Grill zuhause hat schon Vorteile.

    Einmal editiert, zuletzt von battlecore (9. November 2016 um 10:21)

  • Was ich noch sagen wollte, ich würd auf schweissen verzichten. Man sollte sich auf schrauben umstellen. Vieles kann man auch biegen statt aus zwei Teilen zu schweissen oder zu Schrauben.

    Panzerung, vordere und seitliche panzerung kann man verschrauben. Einfach ein Vierkantstück mit gewinden und dann die platten dranschrauben. da muss der vierkant nicht gehärtet sein. Also man braucht nicht kompliziert denken, einfach das einfachste machen. Das passt schon.