mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motordrehmoment ausreichend?


Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo,

ich bin auf der suche nach passenden motoren für einen roboter. das 
gesamtgewicht wird max 10 kg betragen. Ich habe bei c. folgende motoren 
rausgesucht. die scheinen recht stark zu sein. werden 2 von diesen 
motoren für die last ausreichen? es sollen keine steigungen gefahren 
werden. ich rechne mit 5 cm raddurchmesser

http://www.conrad.de/ce/de/product/233132/HOCHLEIS...

m = f*r
100n * 2.5 = 250 / 2 = 125 ncm pro motor

die motoren sind mit ca 5 nm spitzendrehmoment angegeben. scheint also 
zu reichen, oder?

ps sorry schreibe vom handy, daher keine grossbuchstabwen.

danke!

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Soll der Robi die 10kg nur hin und herfahren? Oder soll der die heben 
mittels Seil an 5cm-Spule?
Für letzteres würde die Rechnung stimmen, und der Motor reichen.
Für ersteres ist der Ansatz völlig falsch (es sei denn, Du gehst von 
einer Beschleunigung von genau 1g aus, was dann auch genau 100N 
Schubkraft bräuchte).

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo jens,

oh. also der robbie soll die 10 kg durch die gegend fahren. wie rechne 
ich in dem fall?

danke

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
motor schrieb:
> ps sorry schreibe vom handy, daher keine grossbuchsta"bwe"n.

Wer's glaubt! Auf der PC-Tastatur liegen "w" und "e" nebeneinander, 
daher der Tippfehler, mit dem Handy kann man sich nicht derart 
vertippen. Faule Ausrede!

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
schon mal das n900 gesehen?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> wie rechne ich in dem fall?
Du mußt erst mal feststellen, wie schnell du den Robi auf die 
Endgeschwindigkeit beschleunigen willst.

Wenn du mit 9,81m/s² beschleunigen willst, passt deine Rechnung ja schon 
annähernd:
>> es sei denn, Du gehst von einer Beschleunigung von genau 1g aus,
>> was dann auch genau 100N Schubkraft bräuchte

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Lothar,

also es kommt mir nciht auf hohe Beschleunigungen an, wichtiger ist dass 
das Gestell sich konstant bewegen kann. 10 cm / sek wären völlig 
ausreichend.

Sind die motoren aus dem link tatsächlich so stark? wenn die rechnung in 
etwa stimmt, könnte man ja mit 2 mototren ohne weiteres die 10kg 
bewegen, oder?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> könnte man ja mit 2 mototren ohne weiteres die 10kg bewegen, oder?
Du kannst in der Ebene mit wesentlich kleineren Motoren eine Masse von 
10 kg bewegen. Das Drehmoment ist lediglich für 
Geschwindigkeitsänderungen nötig!

> 10 cm / sek wären völlig ausreichend.
Das ist eine Geschwindigkeit...
> es kommt mir nciht auf hohe Beschleunigungen an...
Was ist mit Richtungswechseln, Abbremsen, Steigungen?
Oder vereinfacht: wie schnell willst du auf die 10cm/sec kommen und wie 
schnell willst du wieder bremsen?

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ok, verstehe.

Steigungen sollen keine vorkommen. Ich habe zu wenig Erfahrung mit 
Antrieben, deswegen kann ich aus dem Kopf dir keinen Wert nennen, wie 
schnell die Endgeschwindigkeit erreicht werden soll.

Vielleicht besser andersrum gefragt - wäre ein Gestell bis max 10kg 
überhaupt in der Lage mit 2 solcher Motoren anzufahren? Wären die in dem 
Kontext sinnvoll einsetzbar, oder wäre es besser 4 dieser Motorenzu 
verwenden und alle Räder einzeln anzutreiben?

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also klar sind die Motoren geeigent, das Ding wegzuschaffen, und zwar 
ganz fix. Wie ich oben schon schrieb, reicht dein errechneter Wert für 
1g Beschleunigung aus (also 9,81m/s²) - das Ding beschleunigt also so 
schnell wie ein Rennauto (die machen um die 1g). Allerding klappt das 
nur, wenn das Drehmoment auf alle 4 Räder wirken kann - bei nur 2 
Antriebsrädern wird das Ding also schon hoffnungslos durchdrehen, auch 
mit der besten Gummierung.
Du könntest also schon mal das errechnete Drehmoment halbieren, was dann 
sich noch "auf die Straße" bringen liese. Hast Du nur Plastikräder ohne 
besondere Haftung, dann kannste nochmal massiv runtergehen.
Ich würde sagen, mit einem Zehntel deines errechneten Wertes biste bei 
weitem gut bedient, und das Ding sollte noch schnell genug beschleunigen 
(wenn der Sinn eher in der konstanten Geschwindigkeit liegt).

Wenn man es ganz genau ausrechnen wöllte, müsste man viel mehr 
miteinander verrechnen, wie eben auch die Reibung an allen Stellen 
(Lager, Rollwiderstand - Windwiderstand kommt hier nicht so sehr in 
Frage ;-), die eigentlich das Mindestdrehmoment festlegt.

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich kann dir nur mal so einen Erfahrungsbericht zu diesen Motoren 
liefern.

Wir haben versucht einen Mini-Segway damit zu bauen. Bis der Segway 
stand waren 4 Sätze Motoren (re+li) nötig.

Problematik:

- schlechtes Getriebe (wackelt wie die Sau)
- schwaches Material (Zahnräder brechen schnell aus bzw. einzelne Zähne)
- schlechte Befestigungsmöglichkeiten (Die wenigen Möglichkeiten vorne 
am Getriebe sind nicht stabil genug. Wir hatten uns einen 2 Teiligen 
Befestigungsblock aus Alu fräsen lassen.
- völlig unterschiedliche Motoren. Wir hatten Motoren die nur 1/3 der 
max. Drehzahl brachten während andere volle Drehzahl brachten. Gleiches 
gilt für das Drehmoment.
- geringe Lebensdauer
- techn. Daten am besten selbst nachmessen (aufwändig)

Ich kann dir nur eines sagen. Diese Motoren sind nicht mal die 
Mehrwertsteuer wert die man bezahlen muss.

Kauf dir lieber ein paar bessere und hab länger Spaß damit.

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank für die ausführliche Antwort, Jens.
Die Quintessenz für mich lautet also 4x dieser Motoren für den Antrieb.

Viele Grüe
Alex

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Michael,

deine Antwort kam als ich geschrieben habe.
Hättest du Vorschläge, welche Motoren ich stattdessen verwenden sollte? 
Mein Robo soll sich nur in der Wohnung bewegen, also kein hohes Tempo 
notwendig

Alex

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
motor schrieb:
> wäre ein Gestell bis max 10kg
> überhaupt in der Lage mit 2 solcher Motoren anzufahren?
Ja.

Nehmen wir diese Werte:
Spitzen-Drehmoment   5.39 Nm
Last-Drehzahl        110 U/min = 1,83 U/sec
und dazu 10cm/sec
ergibt einen nötigen Radumfang von 10cm/sec / 1,83U/sec = 5,46 cm
und damit einen Raddurchmesser von 1,7cm... ;-)
Ok, die Dinger sind ein wenig klein...

>>> ich rechne mit 5 cm raddurchmesser
Gut, das reicht dir dann zu einer Endgeschwindigkeit von
15,7cm/U * 1,83U/sec = 29 cm/sec

Wenn du dein 5 cm Rad nimmst, dann hast du mit dem Spitzenmoment
5,39Nm = 539Ncm am Übergang zum Boden
eine Kraft von  539Ncm/2,5cm = 215N.
Mit F=ma bekommst du dann  a = F/m = 215N/10kg = 21,5m/s²
Und mit dieser Spitzenbeschleunigung kannst du dann die
bekannten v=at und s=1/2(at²) Formeln anwenden.
So kommst du auf eine (sehr knackige) Zeit von
t = v/a = 0,1m/s / 21,5m/s² = 4,6 ms.
Auf Deutsch: sofort nach dem Einschalten hast du schon mit 1 Motor deine 
Endgeschwindigkeit...   ;-)

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der scheint ja schon fast überdimensioniert :)

Da die Qualität der Motoren anscheinend nicht die beste ist, habe ich 
weiter geschaut - http://www.rn-wissen.de/index.php/Getriebemotoren 
schreibt, dass der RB35 sich durchgesetzt hat.

http://www.conrad.de/ce/de/product/227552/GETRIEBE...
Hier gibt es den RB35 mit einer 50:1 Untersetzung. Allerdings ist der 
deutlich schwächer, als der Motor aus dem ersten Link: Dauerdrehmoment 
30Ncm, Spitzendrehmoment 90Ncm.

Jetzt muss ich einfach in die Runde fragen, welche Motoren / 
Getriebekombination qualitativ in Ordnung ist und mein Gestell 
voranbringt.

Alex

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Vielen Dank für die ausführliche Antwort, Jens.
>Die Quintessenz für mich lautet also 4x dieser Motoren für den Antrieb.

nee - im Gegenteil. Die Motoren, die Du rausgesucht hattest, sind ja 
sogar 4mal stärker, als was du errechnet hattest.
Gesamtdrehmoment ist ja 250Ncm nach deiner Rechnung, was für 1G reicht.
Und wie ich schrieb, ein Zehntel davon werden lässig reichen, wenn Du 
keine Beschleunigungsorgien hinlegen willst. Also 10N Zugkraft, das, was 
1kg an einem Seil über Umlenkrolle ziehen würde - sollte nach meinem 
Gefühl auch schon reichen. Also 25Ncm sollten auch schon reichen, wenn 
die ganzen Reibstellen nicht zu schlecht sind (vielleicht hat ja jemand 
bessere Erfahrungwerte, was so ein sinnvoller Wert wäre).
Bei zwei Motoren würden dann je 12,5Ncm reichen, bei 4 Motoren dann 
6,25Ncm.
Willst Du trotzdem 1G erreichen, dann geht das sowie so nur bei 
Allradantrieb. Denn das Gewicht verteilt sich ja auf die Räder, also 
jedes Rad trägt nur 1/4. Somit kann jedes Rad ohnehin nur zu 1/4 zum 
Vorschub beitragen (wegen der Haftreibung, die bei guter Gummimischung 
rund 1 beträgt, also Haftkraft entspricht in etwa der Gewichtskraft). 
D.h., mehr als 250Ncm/4=62,5Ncm pro Rad ist sowieso witzlos. Also 
kannste das als Maximum pro Radmotor ansehen, egal, wieviele Räder 
getrieben werden. Deine Motoren mit 500Ncm sind also sinnlos reichlich 
überdimensioniert

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich sehe, Lothar Miller hat den anderen Weg des Beweises angetreten ;-)

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>So kommst du auf eine (sehr knackige) Zeit von
>t = v/a = 0,1m/s / 21,5m/s² = 4,6 ms.
>Auf Deutsch: sofort nach dem Einschalten hast du schon mit 1 Motor deine
>Endgeschwindigkeit...   ;-)

Ich glaube, da fahren die Räder ohne den Robi davon, wenn man das auf 
die Straße bringen könnte ;-)

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> Ich glaube, da fahren die Räder ohne den Robi davon, wenn man das auf
>> die Straße bringen könnte ;-)

Lustige Vorstellung :)

Ich muss das nochmal hoch holen, vielleicht kennt sich ja jemand aus:

Da die Qualität der Motoren anscheinend nicht die beste ist, habe ich
weiter geschaut - http://www.rn-wissen.de/index.php/Getriebemotoren
schreibt, dass der RB35 sich durchgesetzt hat.

http://www.conrad.de/ce/de/product/227552/GETRIEBE...
Hier gibt es den RB35 mit einer 50:1 Untersetzung. Allerdings ist der
deutlich schwächer, als der Motor aus dem ersten Link: Dauerdrehmoment
30Ncm, Spitzendrehmoment 90Ncm.

Jetzt muss ich einfach in die Runde fragen, welche Motoren /
Getriebekombination qualitativ in Ordnung ist und mein Gestell
voranbringt.

Alex

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
motor schrieb:
> und mein Gestell voranbringt.
Das solltest du jetzt aber selber ausrechnen können... :-/

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja Ausrechnen ist mir nun klar, mir gings jetzt primär um die Qualität 
:)

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Rechnung für den 35 Ncm Motor wäre:

35Ncm/2,5cm = 14N.
a = 14N/10kg = 1.4m/s²
t = v/a = 0,1m/s / 1.4m/s² = 0.07 ms.

Autor: Floh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
die RB35 sind qualtitaiv schon in Ordnung. Sie lassen sich aber nur 
stirnseitig verschrauben, da noch was wichtiges:
Die Schrauben auf kein Fall zu tief reindrehen, also sobald Widerstand 
beim Reinschrauben kommt, kürzere Schraube nehmen. Da verbiegen sich 
sonst die Laggerplatten vom Getriebe.
:-)

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Hier gibt es den RB35 mit einer 50:1 Untersetzung. Allerdings ist der
>deutlich schwächer, als der Motor aus dem ersten Link: Dauerdrehmoment
>30Ncm, Spitzendrehmoment 90Ncm.

Spitzendrehmoment reicht doch immer noch zum Durchdrehen der Räder.
Und Dauerdrehmoment ist auch weit über dem, was man dann zum 
Konstanthalten der Geschwindigkeit braucht.
Was aber die Qualität angeht, da kann ich nicht mitreden ...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
motor schrieb:
> t = v/a = 0,1m/s / 1.4m/s² = 0.07 ms.
Hmmm... 70µs? Willst du das nochmal nachrechnen?

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Tja - aus m und s wird eben ms ;-)

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Whoops. 71.4ms ;)

Autor: motor (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich muss das nochmal kurz aufgreifen:

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/22...

Jens hat ja ausgerechnet, dass bei zwei Motoren jeweils ca 12.5Ncm 
notwendig sind. Unten auf Seite 1 im Datenblatt sieht man die 
Motordrehmomente mit unterschiedlichen Getribeuntersetzungen. Sehe ich 
das richtig, dass in meinem Fall am besten die 1/200 Untersetzung passt?

Danke!

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.