Servos

Die Servos !

Beim Bau eines Hexapods spielt die Auswahl der Servos eine entscheidende Rolle !
Um nicht von vorne herein einen Fehlkauf zu tätigen, sollte man sich im Vorfeld
Gedanken machen, wie schwer der Hexapod in etwa wird.
Da man zum Bau eines Hexapoden  mit 3 DOF (Degrees of Freedom)
18 Servos benötigt, stellen diese den höchsten Anteil der Kosten dar.

Aber wie wähle ich die richtigen Servos aus ?

Hexapod Bein liegend

Bei jedem Servo wird angegeben, wieviel kg es auf einem cm Armlänge heben kann.
Hier mal ein Beispiel aus einer Anzeige:

Futaba BLS251 Digital Brushless Heli Rudder Servo 3.8kg/.06sec/61g

Es handelt sich um ein Servo vom Hersteller Futaba.
Es ist ein Digital Servo mit einem Brushless Motor (ohne Schleifer).
Das Servo kann bei einer Armlänge von 1 cm ein Gewicht von 3.8kg heben.
Das Servo benötigt für eine Bewegung um 60° ca. 0.06 Sekunden.
Es hat ein Gewicht von 61 Gramm.

Was sagt Uns das ?

1. Das Servo wiegt 61 Gramm = Bei 18 Servos = 1098 Gramm.
Unser HEXAPOD würde allein durch die Servos schon ein gutes Kilo wiegen.
2. Das Servo kann bei einer Armlänge von 1 cm genau 3.8kg anheben.
Hat der Schenkel eine Länge von 10cm, sind es nur noch 380 Gramm.
Es müssten also schon mindestens 3 Servos gleichzeitig arbeiten um allein
das Gewicht der Servos zu heben.
3. Auf jeden Fall ein sehr schnelles Servo !
Leider kostet es auch noch fast 130 Dollar.

Diese Servo ist nicht gerade prädestiniert für einen HEXAPOD.
Hohes Gewicht, geringe Hebekraft, hoher Preis.

Was ist denn für einen HEXAPOD wirklich wichtig ?

1. Die Geschwindigkeit spielt fast keine Rolle.
2. Das Gewicht : Ich habe festgestellt: Egal wie Teuer, egal wie hoch die Kraft,
egal wie Schnell, gute Servos wiegen ca 50 – 70 Gramm. Die Servos bringen
dem HEXAPOD  immer ein gutes Kilo an Gewicht.
3. Für alle erdenklichen Situationen hat sich herausgestellt, dass mindestens
immer 3 Servos gleichzeitig aktiv sind (heben) .
Darauf sollte man bei der Programmierung auch immer achten, sonst raucht das
Servo!
Man sollte immer ca. 30% mehr kalkulieren.

Fakten :

– 3 Servos sollten den Bot heben können.
– 30% mehr Leistung sollten die Servos schon bringen.
– Der Preis soll stimmen.

Rechenbeispiel:

Wir sagen : Unser HEXAPOD  wird 3kg schwer.
Die Beine werden höchstens 10 cm lang.

Wir rechnen:

3 kg Gewicht, aufgeteilt auf 3 Servos = 1kg pro Servo
30% Mehrleistung =1.3kg.
Bei 10cm Beinlänge=

— 13kg/cm— müssen unsere Servos mindestens heben können.

Jetzt brauchen Wir nur noch die entsprechenden Servos bestellen !

Bei einem Bot von mehr als 1kg Gesamtgewicht sollte man auf jeden Fall Gegenlager bei den Servos einplanen.
Man entlastet die Auflagen der Zahnräder dadurch enorm.
Die Zahnräder (Metall) halten die Belastung wohl aus, die Gehäuse, in denen die Zahnräder und deren Lager eigebaut sind, sind aber aus Kunststoff und können die hohen
Querkräfte nicht verarbeiten und platzen auseinander.
Hier mal ein paar Bilder von den von mir gebauten Gegenlagern.

Hexapodteile
Viel Spass !!

Roland

Die Robotik Seite