DIY Skater Dolly - No-Budget-Version

[luxifix]

So,

dann kommen wir mal zu meinem ersten aktiven Beitrag in der Bastelecke. Ich wollte mir einen kleinen Skater Dolly bauen. Was hab ich gebraucht? Eine Holzplatte, einen Holzrundstab und ein paar Schrauben und zwei Flügelmuttern. Es fehlen noch ein paar Unterlegscheiben, aber die werd ich schon noch irgendwo auftreiben.

Ausgangspunkt war eine Furniersperrholzplatte aus dem Keller. Mit Zirkel und Geodreieck hab ich auf einem Stück Papier hier und da ein paar Linien gezogen und bin mit folgendem Grundriss fürs Chassis rausgekommen (bereits aufs Holz übertragen). Hab mich dann für die schmalere Version entschieden (Klarheit erhöht, damit man die Linien sieht).



Als Räder hab ich Inlinerrollen genommen. Die muss ich natürlich irgendwie montieren. Der Innendurchmesser der Kugellager der Rollen beträgt 8mm. Also hab ich mir aus dem Baumarkt ein paar M8 x 50 Sechskantschrauben geholt, sowie einen Buchenstab mit 22mm Durchmesser. Vom Stab hab ich 2 x 20cm abgeschnitten (Achse). In die Achsen hab ich an jedem Ende ganz professionell zwei Schnitte im rechten Winkel gemacht. Der Plan war/ist, dass ich so die - für Holz eher unbrauchbaren - Gewindeschrauben mit Rohrschellen fixieren kann. Außerdem hab ich mir gedacht, dass das entstehende Kreuz so auch eine gewisse Führung für den nächsten Schritt bietet.



Anschließend hab ich nämlich das entsprechende Loch für die M8 Schrauben gebohrt. Interessanterweise sind mir dabei gerade die Holzbohrer weggerutscht, weswegen ich teilweise auch mit Metallbohrern gearbeitet habe (Handwerker-Gore ). Achja, zum Bohren hab ich das Ganze in Ermangelung einer wirklichen Werkbank mit einer Schraubzwinge an einem Holzregal auf Augenhöhe befestigt. Einmal mit Profis arbeiten...



Natürlich muss die Achse auch irgendwie am Chassis befestigt werden. Dafür hatte ich mir - auch im Baumarkt - zwei M5 x 40 (?) Sechskantschrauben geholt plus passende Flügelmuttern. Aber wie bohre ich ein Loch in ein Rundholz? Eine Aufgabe, bei der ich bei Aluminiumstangen schon öfter gescheitert bin. Heute hatte ich keine Lust auf großartiges Rumgep*mmel, also hab ich mir was überlegt. Ich brauchte ja eine Führung für den Bohrer, damit der nicht vom Rundstab abrutscht. Neben mir lag ein Winkel mit ein paar Löchern. Die Löcher dienten als Führung. Mit ein bisschen gefaltetem Schleifpapier hab ich den Rundstab auf die entsprechende Höhe des Lochs gebracht, damit das Loch auch einigermaßen mittig durch den Stab geht. Erst mit 4mm vorgebohrt und dann mit 6mm nachgebohrt. Anschließend alles zusammengebaut et voila..!






Rollt gut und ist sogar erstaunlich stabil. Habs grad mal auf die Waage gestellt und mit knapp 15 Kilo draufgedrückt, da ist nichts passiert. Sollte also für ne 6D + Kugelkopf reichen. Fehlt nur noch ne 1/4" oder 3/8" Schraube für den Kopf. Und zur Feier des Tages, hab ich dann auch mal mein erstes Video bei YouTube hochgeladen.

So, und mehr will ich auch nicht schreiben, denn eigentlich ist das ganze so billig, dass es sich gar nicht lohnt, das hier einzustellen. Aber egal..

Wünsch euch noch n schönen Abend
Kai

 

[luxifix]

Und weils so lustig war, hier nochmal ein Bild des lackierten Dollys Beleuchtet von meiner selbstimprovisierten 70x70 Softbox.



Und die Testfahrt, ebenfalls von der SB beleuchtet. Das gleichmäßige Schieben muss ich noch üben. Denke aber gerade auch über alternative Antriebe nach, Getriebemotor o.Ä.

Aber jetzt mal Tacheles: Ich war grade bei Regen und Temperaturen um den Nullpunkt eine kleine Ewigkeit mit dem Rad in der Stadt unterwegs und habe nirgens die verdammten zöllischen Schrauben gefunden! Der Harley-Händler hatte die Schrauben alle nach Motorrad und Jahrgang sortiert, 3/8" half ihm leider gar nicht weiter. Die andere Werkstatt hatte aus guten Gründen ganz auf alles zöllische in ihren Räumn verzichtet. Im Onlineshop des örtlichen Schraubenhandels auch nix. Wegen ner einfachen Schraube für die ich dann online teilweise 5-6€ Versand zahlen müsste Ich wäge noch ab, ob ich beim Astroshop bestelle oder gucke, ob ich hier (Münster) noch irgendwen finde, der ne entsprechende Schraube hat...

 

[luxifix]

AW: DIY Skater Dolly - No-Budget-Version Deluxe

Da der Physikunterricht schon ein bisschen her ist und offenbar nicht besonders ergiebig war, hätte ich da noch ein paar Fragen.

1.) Angenommen ich will einen Getriebemotor montieren, der seine Kraft mittels Ritzel o.Ä. direkt auf eine Inlinerrolle überträgt - welches Drehmoment bräuchte ich dann, um den Dolly angemessen, d.h. möglichst gleichförmig zu bewegen?

Dolly 750 g
Kugelkopf 400 g
Kamera 750 g
Objektiv ~250 g

Kommt man ja doch auf stolze ~2,2 Kilo Die Räder sind gut leichtgängig.

2.) Angenommen ich will auf eine max. Geschwindigkeit von 10cm/s kommen.. dann muss das Motorritzel ja ebenfalls diese Strecke zurücklegen. Da die Umdrehungen/Minute ja bei verschiedenen Motoren unterschiedlich sind und ich noch nicht genau weiß, wie groß z.B. das Ritzel wäre, könnte ich doch zur Berechnung der Strecke universell die Formel

Umdrehungen * Ritzelumfang = zurückgelegte Strecke
z.B. 2 12mm = 24 mm

benutzen, oder?

Und daraus abgeleitet für die Strecke pro Sekunde:

((Umdrehungen/Minute) * Ritzelumfang) / 60 = cm/s

Gell? Mein Mitbewohner wollte grad schon mit Übersetzung etc anfangen, aber als die Diskussion gesehen hab, is mir wieder eingefallen, warum ich darauf keine Lust hab. Deshalb Strecke pro Sekunde.

3.) Am liebsten würde ich noch ein Potentiometer einbauen, sodass ich die Geschwindigkeit per Drehschalter regeln kann. Aber da habe ich nun gar keine Ahnung von, wie leider von so vielem, was Elektronik angeht. Mein geringes Wissen bezieh ich aus meiner RC-Modellbau-Vergangenheit. Aber welche Spezifikationen bräuchte der Poti?

So, das wärs erstmal. Würd mich freuen, falls ihr mir irgendwie weiterhelfen könntet

 

[lightshot]

Hi,
um dir mal einen kurzen Input zu geben. Fangen wir mal bei Punkt 3 an:

Einen Gleichstrommotor kann man nur schwer über einen Poti in der Drehzahl regeln. Die gängigen 0815 Modelle sind auf einene festen Betriebspunkt ausgelegt. Für dein Vorhaben brauchst du einen Controller, der dir ein pulsweitenmoduliertes Signal genereiert. Es gibt Controller für diesen Zweck für relativ kleines Geld.

Um auf deine Wunschgeschwindigkeit zu kommen ist es jedoch wichtig das Getriebe, bzw. deren Übersetzung zu kennen. Da wirst du leider nicht herum kommen. Auch deine zurückgelegte Strecke mit Ritzelumfang und Umdrehen geht sich nicht ganz aus, da für die Kreisberechnungen die allgemeinen Kreisformeln mit Pi gültig sind (Umfang = 2 Pi r).

Ferner halte ich die Konstruktion mit einseitigem Antrieb auch sehr gewagt. Ich denke, dass du Probleme bekommen wirst, wenn die Kraft auf nur ein Rad übertragen wird. Das wird vermutlich dazu führen, dass dein Dolly während der Fahrt auf die Seite zieht und oder das Rad durchdreht.
Wie willst du den Motor an die Rolle ankoppeln?
Das benötigte Drehmoment kanst du relativ einfach selbst ausrechnen.
Die Kraft damit sich der Dolly überhaupt bewegt ergibt sich aus der Masse mit der Gravitation (in deinem Fall 2.2 kg * 9.81 m/s² = 21.58 N ).


Grüße
Daniel

 

[activelle]

Die Kraft ergibt sich aus der Masse mit der Gravitation (in deinem Fall 2.2 kg * 9.81 m²/s² = 21.58 N )

Um die senkrechte Wand hochzufahren?

 

[lightshot]

Um die senkrechte Wand hochzufahren?

Nein!
Damit ein Körper auf einer horizontalen Ebene bewegt werden kann muss eine Kraft gemäß 2. Newton´schen Axiom (F=ma) aufgewendet werden. Um eine Masse in eine Kraft zu überführen muss diese mit der Beschleunigung (im statischen Fall in unseren Breitengraden eben ca. 9,81 m/s²) multipliziert werden.
Die von mir dargestellte Rechnung zeigt auf, dass die Kraft von 21.6 N aufgewendet werden muss, damit sich da überhaupt etwas bewegt.
Die letztendliche Motorleistung, bzw. das Anzugsmoment berechnet sich wiederrum unter Berücksichtigung von Wirkungsgradne des Motors etc.

Ich glaube die Seite hilft diesbezüglich ganz gut weiter:

http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Motorkraft_berechnen

 

[activelle]

Damit ein Körper auf einer horizontalen Ebene bewegt werden kann muss eine Kraft gemäß 2. Newton´schen Axiom (F=ma) aufgewendet werden.

Um einen Körper in einer horizontalen Ebene zu bewegen, musst Du doch lediglich die Reibung überwinden? Jedes Newton mehr an Kraft führ doch zu einer beschleunigten Bewegung. Stell Dir vor, die Reibung der Rollen und Achsen fällt (angenähert) weg, etwa auf einem Magnet- oder Luftkissen, oder das Wägelchen würde in einer Wanne mit Wasser schwimmen. Jetzt dröselst Du in Bewegungsrichtung eine Schnur dran, und ziehst daran, etwa über eine Umlenkrolle mit einem Gewicht nach unten. Schätze, in diesem Fall genügen wenige Millinewton, das Wägelchen zu bewegen.
Die Größe der hier einzig relevanten Reibungsverluste ist mir nicht bekannt, liese sich aber mit Schnur, Umlenkrolle und Gewicht oder Federwaage leicht ermitteln. Dürfte je nach Untergrund und Kugellager im unteren einstelligen Newtonbereich liegen.

 

[lightshot]

Ich glaube hier sollten die Begriffe Haften und Gleiten mal unterschieden werden.

Betrachten wir zunächst den von dir beschriebenen Gleitfall.
Gleiten ist definiert durch den Gleitreibungskoeffizient µ(Gleit). Die allgemeine Reibkraft ergibt sich aus Produkt von Gewichtskraft (Fg = m*a) und entsprechendem Koeffizient der für unterschiedliche Fälle variiert. Die allgemeine Formel lautet:
Fr = Fg * µ.

Deine Situation beschreibt Gleiten mit einem Gleitreibungskoeffizient von µ(Gleit) ≈ 0. Wird das ganze nun in die Formel eingesetzt ergibt sich eine resultierende Kraft von ≈ 0 Newton. (Mathematiker sollen hier mal wegschauen )
Der Haftreibungsfall betrachtet jedoch den Moment bevor sich das Objekt bewegt [Das ist gleichzeitig die Maximalkraft die aufgewendet werden muss]. In diesem Falle muss der Koeffizient angepasst werden. Leider habe ich gerade den passenden Wert für "Gummirolle mit Kugellager auf Reibflläche Holz/Beton/etc und Gummi" nicht da, und deswegen vereinfacht µ(Haft) = 1 eingesetzt.
In Realität würde sich der Gesamthaftreibwert als Produkt der einzelnen Haftwerte bestimmen lassen.
Mit Faktor 1 kommt jedoch lediglich die Gewichtskraft raus. Die mit der Wirklänge des Hebels verrechnet das Moment ergibt, das ausreichen sollte um das Teil in Bewegung zu versetzen und ggf. sogar eine leichte Steigung bewältigt. Das müsste aber noch geprüft werden.

 

[activelle]

Der Haftreibungsfall mit Koeffizient 1 wäre doch nur relevant, wenn das Dolly keine Rollen und Kugellager hätte. Mit dem Faktor 1 kommst Du auf die Kraft, die Du benötigst, das Wägelchen an einer senkrechten Wand hochfahren zu lassen (oder besser: exakt in der Schwebe zu halten). Die Kugellager müssten schon festgerostet und die Gummirollen viereckig sein, damit sich das Wägelchen bei einer Kraft < 21,6N noch nicht bewegt. Bei Kugellagern und Gummirollen dürfte µ(Haft) je nach Untergrund und Kugellagerfett etwa in der Größenordnung von 0,01 - 0,1 liegen.

 

[lightshot]

[...] Kugellagerfett etwa in der Größenordnung von 0,01 - 0,1 liegen.

Jetzt!
Ich habe die falsche Fläche im Kopf freigschnitten. Der Haftreibungsfaktor für einen Gummireifen auf Aspahlt liegt bei ca. 0,7, deshalb die Annahme, dabei aber ganz vergessen, dass die relevante Reibfläche im Lager selbst sitzt .

Haben wir das geklärt, die Kraft um die Karre auf horizontaler Ebene zu bewegen wird dementsprechend klein sein.

Nichtsdestotrotz wird luxifix nicht herum kommen sich mit den am Markt befindlichen Motoren zu befassen.
Falls zu Hause noch ein altes ferngesteuertes Auto in entsprechender Größe herumfliegt könnte dieses ja als Spender dienen.

Daniel

 

[luxifix]

Hab ich je Physik gehabt? Ich hab grad nicht das Gefühl. Dumme Frage: Wenn ich jetzt berechnet habe, wie viel Newton ich brauche - woher weiß ich dann wie viel Newtonmeter der Motor an Drehmoment hergeben muss?

Danke erstmal für eure Beteiligung! Mein Monolog war doch etwas fad geworden.



An Motoren solls generell nicht mangeln. Ich hab allerdings das Gefühl, dass das ein leichter Overkill wäre.

Der Einwand mit der einseitigen Belastung/Beschleunigung ist natürlich nicht von der Hand zu weisen. Da ich aber keine rotierende Achse hab, wüsste ich kaum, wie ich das sonst lösen sollte. Ich frage mich nur wie sehr das ins Gewicht fällt. Ich meine erstens ist das ganze Ding eh nicht gerade.. winkelig gearbeitet. Mit dem vorhandenen Werkzeug leider kaum möglich. Zweitens sind die Achsen drehbar. Und drittens ist die Beschleunigung voraussichtlich ja nicht derart, dass das Ding direkt Donuts macht. Zumal, wenn ich Motor und Akku montiere, bin ich ja wieder bei.. 1,7-2 Kilo Last, die auf die Räder wirken.

Das mit dem Poti find ich allerdings weniger cool...

Edit: Achja, da das Ganze eigentlich nur ein ebenfalls nicht allzu hochwertiges Videoprojekt der FH fördern soll, bin ich hinsichtlich meiner Hingabe, besonders aber hinsichtlich meiner Finanzen schnell am Limit. EIgentlich nur bei meinen Finanzen. Die Hingabe ist da, ich war kurz davor mir nen Slider zu bauen Aber irgendwo.. muss ich mich dann auch selbst im Zaum halten. Also wenn ihr Ideen habt, wie ich einfach die Fahrt etwas ruhiger und gleichmäßiger kriegen kann, wär mir damit schon sehr viel geholfen! Hatte schon an überlegt, ob ich irgendwie eine Schwungscheibe einbauen kann... da sollte ich nochmal drüber nachdenken.

 

[lightshot]

Wenn ich jetzt berechnet habe, wie viel Newton ich brauche - woher weiß ich dann wie viel Newtonmeter der Motor an Drehmoment hergeben muss?

Nunja, das Drehmoment lässt sich als Produkt zwischen Kraft und Hebelarm berechnen. Aber da gibt es mit Sicherheit einige gute Infos im Internet. Ist kein Hexenwert!

Das mit dem Poti find ich allerdings weniger cool...

So ein Controller gibts wie gesagt fertig im Nezt. Die Kosten für einen kleinen Controller liegen so um die 10 €. Suche mal nach PWM Controller.

Also wenn ihr Ideen habt, wie ich einfach die Fahrt etwas ruhiger und gleichmäßiger kriegen kann, wär mir damit schon sehr viel geholfen!

Ich habe mal eine Möglichkeit gesehen durch ein Gummiband das ganze etwas dynamischer zu gestalten. Damit ist das Anfahren nicht so abrupt, da es die "Sprünge" gut dämpft.

Grüße

 

[Herbert@S]

Aber jetzt mal Tacheles:... Wegen ner einfachen Schraube für die ich dann online teilweise 5-6€ Versand zahlen müsste Ich wäge noch ab, ob ich beim Astroshop bestelle oder gucke, ob ich hier (Münster) noch irgendwen finde, der ne entsprechende Schraube hat...

Hast du nun eine Schraube bestellt/gekauft?
Ich hätte da noch eine rumliegen!
Rändelschraube Alu 20mm Gewindelänge 1/4 Zoll. Das Gewinde müsste man ggf. kürzen.

Gruß Herbert

 

[luxifix]

Hi Herbert,

danke für das Angebot! Hab mir jetzt allerdings zehn 3/8" Schrauben mit 3/4" Länge von eBay geholt und noch ne "Unterlegscheibe" druntergemacht.


Da ich das ganze ja nicht aus Lust und Laune baue, hier nochmal ein Video. In diesem Fall kein Test, sondern ein Ausschnitt, der nachher auch im Film landen wird. Ist nur ein Studentenprojekt und dafür reichts. Geschossen mit 70-200 L IS bei f4 und ich glaube 135mm. Wollte eigentlich noch einen Spot auf dem Hintergrund haben. Naja..

Gruß
Kai