Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Messaufbau - 6 Freiheitsgrade


von Phil S. (canuma91)


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Guten Tag,
ich habe mir überlegt, im Rahmen eines Projektes, einen Messaufbau zu 
realisieren, in dem der relative Abstand zweier elektr. Bauteile 
zueinander ermöglicht wird. Genauer: Ich möchte die induktive 
Energieübertragung zweier Spulen in Abhängigkeit des Abstandes/Winkels 
zueinander automatisiert messen. Anforderungen:
-> 5 Freiheitsgrade (nicht Höhenverstellbar)
-> sollte C-Programmierbar sein

Ich habe wirklich nicht sehr viel Erfahrung mit Mikrocontrollern.. Ich 
dachte mir  man hat einen Linear-Schrittmotor1 (x-Richtung) auf dem ein 
zweiter Linear-Schrittmotor2 (z-Richtung) befestigt ist. Auf dem zweiten 
Linear-Schrittmotor sitzt ein Motor der rotiert, auf dem dann die 
Sendespule montiert ist. Da fehlen mir dann immer noch zwei rotatorische 
Freiheitsgrade.. Ist das überhaupt zu realisieren?

Viele Grüße

: Bearbeitet durch User
von Matthias D. (marvin42)


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Das geht fast in Richtung Roboter-Kinematik. Du möchtest also 2 
translatorische Freiheitsgrade und 3 rotatorische - richtig ?

Anstelle einer sehr komplizierten Mechanik, könntest du auch die beiden 
Teile (Sender+Empfänger) getrennt aufbauen. Nach der üblichen Konvention 
(bei Robotern) nenne ich den Abstand in der Fläche/Ebene=(X,Y) - die 
Höhe Z soll bei dir konstant sein. Dazu kommen die Orientierungen A(um 
Z), dann B(um Y) und C (um X).

Folgende Idee: der Sender sitzt auf ein einer Linearachse die den 
Abstand X verfährt und darauf ein Servo der die A-Drehung macht.
Der Empfänger sitzt auf einer zweiten Achse, also Y, und auch hier zwei 
weitere Servos, die B und C Drehung realisieren.

Die Linearachsen kann man relativ einfach mit Schrittmotor+Zahnriemen 
aufbauen (so wie bei den 3D-Druckern), die Servos kommen aus dem 
Modellbau. Das Ganze würde ich vielleicht mit einem Raspi ansteuern, 
kann man dann mit C/C++ programmieren

Noch eine Frage: Bei Spulen (zumindest bei Zylinderspulen) ist eine 
axiale Drehung nicht für die Kopplung relevant, dh. du könntest auf 
einen Freiheitsgrad verzichten und benötigst nur 4 Achsen, wäre das eine 
idee ?

von Phil S. (canuma91)


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Hallo,
sry die Überschrift mit 6 Freiheitsgraden ist nicht korrekt (hab ich 
vergessen zu ändern), weil mir kurzfristig eingefallen ist, dass ich Z 
konst setzen kann..

wenn ich den Sender und den Empfänger jeweils auf einen trans. 
Schrittmotor montiere (X;Y), sollte zwischen den beiden Spulen jedoch 
kein Streckenabschnitt von dem darüber liegenden Schrittmotor liegen. 
Gibt es da Motoren, an denen ich die Spule auch unten montieren kann?

Ich brauch alle 3 rotat. Freiheitsgrade, da es sich um keine gewöhnliche 
Zylinderspule handelt. Auch das kann ich mir kaum vorstellen, wie ich da 
die zwei Servos für die B und C Drehung geschickt zusammenbauen soll? 
Gibt es da 2-Achs Servos?

Danke und viele Grüße

von chris (Gast)


Angehängte Dateien:

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Von cnc

von Maik .. (basteling)


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Beruf oder Diplomarbeit?

Wenige Messungen als Mittel zum Zweck - oder ist ein immer wieder 
benötigter Messaufbau das gewünschte Endergebnis?

Ich habe das mal zur Verifikation von Messergbnissen in meiner 
Diplomarbeit gemacht, da war aber ein Portalsystem vorhanden, dass mir 
XYZ Positionswerte über eine RS232 rausgetan hat, die ich dann nur noch 
mit den Messwerten aus einem DMM (skalare Feldmessung über Detektor) in 
eine CSV Datei mittels eines kleinen C-Programms wegschreiben musste.

Wahrscheinlich ist ein kleiner Industrieroboter das Einfachste, falls Du 
noch im Hochschulbereich bist - und einen Laboraufbau - z.B. bei den 
Automatisierern kurzfristig und ggfs auch wiederkehrend in Beschlag 
nehmen kannst.

Sowas wie ein Mitsubishi Melfa Roboter RV-M1 sollte eigentlich in jeder 
Hochschule rumstehen - vielleicht in modern.


vg
Maik

von Phil S. (canuma91)


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Ja ok:

dann kommt auf die Linearachse in Y-Richtung(senkrecht) der 2-Achs Servo 
(siehe rechtes Bild) (A und C Drehung) und auf die Linearachse in 
X-Richtung(horizontal) müsste ich noch eine Art "Wippe" realisieren für 
die(B-Drehung), ich denke da an ein längliches Bauteil, welches an 
beiden Enden höhenverstellbar ist. Das würde ausreichen.., wenn ich mir 
das genau überlege, brauch ich nur +- 70 Grad max Bewegungsfreiheit für 
die C und B Drehung..

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