Lawn Mower AWD Mähroboter Allrad Automower All wheel drive 4WD von Fürst Ruprecht

[Fürst Ruprecht]

„Arnold“ - Stand 20.04.2024


„EVE“ - Stand 03.03.2023
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“deTHoMAso“ - Stand 19.04.2022:

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…so hat der Beitrag einst begonnen ….

Hallo Leute,

Allradantrieb war im Forum schon einige Male ein Thema, wurde aber aus meiner Sicht nur wenig bearbeitet.

Mein Grundstück (Neubau) hat eine Abböschung , der Boden ist mit Substrat aufgefüllt, welches ohne Grasbewuchs recht locker ist.
Der Standard-Zweirad Antrieb reicht von der Traktion nicht um die Böschung hochzufahren, schon garnicht mit schmaler Bereifung.

Nach einigen Tests mit zwei und vier angetriebenen Rädern hat sich mein aktueller Stand ergeben.
Den möchte ich Euch hier zeigen, auch wenn er aus meiner Sicht noch lange nicht robust funktioniert.

Der Antrieb stellt dabei nicht die wesentliche Herausforderung dar, die liegt eher in der Ablaufsteuerung, die sich schon deutlicher von dem Standard unterscheidet.

Aber nun seht ersteinmal wie mein aktueller Stand (Chasis) ist.


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[Biland]

Hi schaut interessant aus. Wie realisierst du die Lenkung hinsichtlich Ansteuerung durch die Software? Ich hatte die Lenkung durch den reinen raddrehzahlunterschied zwischen links und rechts geplant. Ähnlich wie beim normalen Ardumower.
Lg
Michel

 

[markus]

Interessanter Ansatz, ich würde gerne mal etwas Gelände fähiges anbieten. Bei der Steuerung sehe ich allerdings schwarz für unsere GPS Steuerung. Wenn der Mäher in kurzer Entfernung den nächsten Wegepunkt ansteuern muss wird das so nicht klappen.

 

[Eddi]

Hi,
Bei reiner Lenkung durch den Drehzahlunterschied musst du daran denken, dass dann die Räder in Kurven ganz schön radieren werden. Dann sollte man vielleicht überlegen, ob man den Mower in beide Richtungen fahren lässt, um die Drehungen zu minimieren. Braucht entsprechend aber auch alle Sensoren vorne und hinten.

Mein absoluter Favorit wär natürlich eine Knicklenkung, wie es Husqvarna beim 435X AWD macht.


Gruß Etienne

 

[Biland]

Das mit dem vorwärts rückwärts fahren (bidirektional) und den zwei Sensoren klingt clever. Wie und mit welcher software könnte man dies umsetzen?

 

[Fürst Ruprecht]

Ich habe eine Kreisfahrt mit Mittelpunkt-Mäher zugrunde gelegt. Daraus ergibt sich eine Arcustangens-Funktion für den Winkel des Servos. Den Servoeinschlag und die maximale Raddrehzahldifferenz habe ich begrenzt (Konstruktionsbedingt und wegen des Radierens). Das Thema wird ja im Fahrzeugbau (Wiki) und an vielen anderen Stellen ausführlich behandelt.
Ich hatte mir die Funktionsweise von Husqvarna vorher angesehen. Die Lösung ist aus meiner Sicht aber deutlich komplexer. ‚Meine‘ Servolösung hat den Scharm, daß die vorhandene Software bzgl. Raddrehzahl und Servowinkel sehr einfach angepaßt werden kann. Die Herausforderung liegt dann aber, wie Ihr bereits erkannt habt, in der Ablaufsteuerung. Dieses Prinzip fährt nur Kurven. Die Idee vörwärts/rückwärts Fahren praktiziere ich per Fernsteuerung - funktioniert sehr gut. Der Aufwand/Kosten für zusätzliche Sensoren fände ich überschaubar.
Bei Husqvarna würde mich interessieren, ob die einen Servo einsetzen. Meine Vorversuche haben auch ohne Servo funktioniert - allerdings ist dann eine getrennte Ansteuerung der 4 Räder erforderlich. So wie der Husqvarna lenkt, gehe ich von Servo und 4 Steuereinheiten aus.
Die Traktion meines Mähers würde ich als sehr gut bezeichnen - ungewollt stellt er sich an Mauern/Bäumen etc. senkrecht in die Höhe und raspelt alles nieder.
Interessanter weise hat die Parallelschaltung der Motoren einen recht guten Antischlupf-Regeleffekt. Odometrie habe ich bisher nicht im Einsatz und lediglich auf die Hinterräder angeschlossen.
Letztlich habe ich mich bei diesem Mäher für die konventionelle Lösung aus zwei Gründen entschieden : 1. wie platziert man 2 Mähmotoren und die Elektronik in einem Mäher mit Knicklenkung ??? 2. Knicklenkung gefällt mir nicht und ich wollte noch ein schönes Chassis draufsetzen.

Softwarelösung : sollte eigentlich „einfach“ per Richtungsumschaltung funktionieren. Da der Mäher nicht auf der Stelle dreht muß man sowieso in der Software Richtungen anpassen.

 

[Biland]

Also so wie ich es gelesen habe unterstützt die aktuelle Software ja nur einen schleifenempfänger oder? Mich würde es wirklich stark interessieren mit welcher Software Ihr das bidirektionale Fahren mit jeweils Spule( n ) vorne und hinten realisiert habt.
Gruß
Michel

 

[Fürst Ruprecht]

Hallo Michel,
ich kenne nur die Azurit Software. Standardmäßig ist kein zweiter Schleifenempfänger vorgesehen. Das PCB sollte es können. Wenn es keine Einschränkungen bei Speicher und Rechenzeit gibt (was ich nicht beantworten und nur ausprobieren kann) müsste der erweiterte Funktionsumfang erarbeitet werden.
Aus eigener Erfahrung kann ich nur sagen , daß die Änderung von 2- auf 4-Radantrieb plus Lenkung recht viel Arbeit bedeutet und man tief in das Programm eintauchen muß. Mal so nebenbei - die Regelung für die Fahrt entlang des Perimeterdrahts funktioniert natürlich nicht, genausowenig wie alle Wendemanöver, das muß alles angepaßt werden. Vorwärts über den Draht fahren geht nicht aufgrund des Wenderadius. Fährt er rückwärts (was er muß) und überfährt den Draht, dann randaliert er im Blumenbeet, weil das der Standardprogrammablauf so vorsieht.
Die Regelung wird auf jeden Fall bei bidirektionalem Mähen (vor-/rüchwärtsfahren) komplizierter (Lenkverhalten). Ich würde zunächst versuchen zu wenden.

Kurzum: Ich halte es für möglich, es muß aber erarbeitet werden.

Man sollte auch bedenken, daß der Mäher recht groß und schwer wird/ist.

 

[Roschdworschd]

Ich melde mich mal hier zu Wort. Ich bin schon länger auf der Suche. Mir spukt im Kopf ein Rasentraktor herum. Ein Treker mit angehängtem Mähwerk....oder ein Mähdrescher Per Fernsteuerung bekäme ich das sicherlich noch gebacken, aber wenn, sollte er automatisch fahren. Bei der Mechanik sehe ich kein Problem. Allerdings bin ich die totale Niete in Software. Mit Basic, Cobol und Fortran komme ich da nicht weit.

 

[Fürst Ruprecht]

Das hätte mir auch gefallen. Vorlagen gäbe es bei Thingiverse - Open RC-Tractor. Jedoch sind die zu klein. Müßte man halt hochscalieren. Aber da ist kein Platz für die ganzen Komponenten. Wenn Du morgen mit dem Projekt startest, kannst Du bestimmt schon nächstes Jahr mähen
Frage: Roschdworschd is Brotworschd vum Roschd?

 

[Roschdworschd]

Hm... Dass ich da einen langen Weg habe, ist mir klar. Ebenso, dass ich kaum Zeit habe.Wegen Platz: Kommt auf die Größe an. Für die Bruder Modelle in 1/16 gibt es fertige RC Umbausätze. Hauptproblem sehe ich bei der Hauptplatine. Die bekommt man dort nicht unter. Aber evtl. in einen Anhänger ? Platzmäßig würde ein 1/16 Mähdrescher bestimmt reichen. Aber wenn schon, müsste das ein Spindelmäher sein. Ansonsten...Tretautotraktor für 2-3jährige ? Da wäre Platz genug. Du siehst, ich habe bisher nur eine fixe Idee auf dem weißen Blatt.

 

[Fürst Ruprecht]

MowerWebControl-Mod : ESP-Server Lösung jetzt mit Plot- /LiveData-Funktion

Hallo Leute,
für alle, die nicht mit der Bluetooth-Lösung für die Bedienung des Mower leben können/wollen oder die wie ich kein android-Gerät besitzen gibt es schon seit längerem die MowerWebControl-Lösung für esp8266 / esp32.
Leider hatte sie bis jetzt keine Möglichkeit, Kurvenverläufe / "Plots"darzustellen.
Ich habe versucht, die Lücke zu schließen und mit meinen beschränkten Kenntnissen eine LiveData Lösung zu ergänzen.
Es sollte jetzt also funktionieren. Bitte Testet und gebt mir Feedback.
Gruß Fürst Ruprecht

 

[roland]

Hi, sehr schöne Arbeit. Könntest du mir sagen, wie du das Drehgelenk mechanisch realisiert hast? Weiterhin würden mich die Räder interessieren. Sind die aus dem 3D Drucker? Scheinbar ist das gesamte Chassis gedruckt. Da hast du ja vermutlich Wochen dran gesessen das zu drucken.

 

[Fürst Ruprecht]

Hallo Roland,
ja, die Teile kommen aus dem Drucker. Das Drucken hat ca. 2 Wochen gedauert. Ist der erste Prototyp. Man muß nicht alles drucken, bzw. Hinterachse und Mittelteil kann man bestimmt ohne großen Aufwand noch einfacher gestalten.
Ich wollte die Tage die Konstruktion hier einstellen, ist in Fusion360 erstellt. Dann kann sich jeder raussuchen, was er braucht.
Gruß Fürst Ruprecht

 

[Fürst Ruprecht]

Anbei meine Konstruktion, erstellt in Autodesk-Fusion 360.
Gruß Fürst Ruprecht

 

[roland]

So richtig kann ich die Mechanik des Drehgelenks nicht erkennen. Hast du nur eine Gewindestange durch die Lenkachse gezogen? An welchem punkt dreht sich die Achse?

 

[Fürst Ruprecht]

Ja, durch die Achse geht eine Gewindestange. Am Mittelteil ist auf der Innenseite ein Lochblech um das Biegemoment abzufangen. Eine Mutter auf der Innenseite, eine auf der Außenseite, so wird die Gewindestange gekontert und gleichzeitig das runde Teil am Mittelteil befestigt. Unter der Gewindestange sitzt eine kurze Schraube mit Mutter gegen das Verdrehen des runden Teils. In der Vorderachse sitzt ein 20er Alurohr, mittig durchbohrt. Hier geht die Gewindestange durch. Eine Sicherungsmutter, leicht angezogen hält die Achse. Hier ist der Drehpunkt - keinerlei Buchsen oder Kugellager - keep it simple. Ich hatte nicht gedacht, daß das so stabil wird. Ich trage den Mäher, in dem ich in an der Vorderachse hochhebe. Überhaupt ist das ganze sehr stabil geworden - mit einer Ausnahme - die beiden Deckel sind bei mir nur 3mm stark (Drucken mußte schnell gehen und die sind auch nur Zwischenlösung) und haben sich durch die Sonne verformt. Da muß noch nachgebessert werden.

 

[Fürst Ruprecht]

Die Anbindung der Spurstange war so nicht geplant. Durch den Einsatz eines größeren Servos ist sie weiter nach oben gewandert.

 

[Fürst Ruprecht]

Man o man ...
in der pfod_mod.zip steht ja nix drin !
Hier nocheinmal mit Inhalt:

 

[michelko]

Moin,
Habe gestern mal probiert die pfod dateien aus zu tauschen. Bekomme leider eine Fehlermeldung dass irgendwas nicht declared ist.
Für welche Azurit version sind die Dateien denn gemacht?
Gruss Michael