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Ähnlich wie ein Schwing-Tier...
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| Einmasseschwinger :: Fallendes Seil |
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Nachricht |
AspiTrax
Anmeldedatum: 11.08.2010 Beiträge: 10 Wohnort: Norddeich
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Verfasst am: Mi Aug 11, 2010 5:40 pm Titel: Ähnlich wie ein Schwing-Tier... |
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Hallo zusammen,
...bestimmt kennt jeder solche >Schwing-Tiere<,
die meist unter der Decke im Kinderzimmer hängen,
und wenn man in der Mitte drann zieht,
diese mit den Flügel schlagen anfangen.
(...wenigstens eine Zeit lang !)
Durch die Aufhängung der Flügel, etwas weiter außen,
schwingen diese Tiere - das ist das Prinzip !
Für mein Vorhaben ist aber in der Mitte als Körper ein Gewicht von 150 g,
und es gehen davon im Kreuz, 4 gelagterten Ausleger ab,
dessen Länge alle gleich lang sind. (...siehe Zeichnung unten)
Leider gibt es davon noch kein Modell,
ich kämpfe zur Zeit noch mit der grauen Theorie,
und meiner Zeichnung am PC !
...einen wichtigen Punkt hatte ich noch ganz vergessen,
an den Ausleger-Enden kommt je eine 1,2 V Batterie dazwischen !
(...hier fälschlich mit 1,5 V angegeben)
Wäre somit wenigstens schon mal etwas Gegen-Gewicht. (...je 30 g)
Das Kreuz selbst besteht aus 1,0 mm CfK (Carbon) senkrecht stehend,
wie lang jeder dieser 4 beweglichen Ausleger werden soll,
weiß ich auch noch nicht genau, - Ideal wären je 150 mm.
(...also ein Kreuz ~ 300 x 300 mm)
Frage:
Läßt sich berechnen, wo bei diesem Gewicht von 150 g die 4 Befestigungen für die Schnüre ungefähr hin kommen müssen,
damit die 150 g genau in der waage hängen ?
(Das Kreuz mit den gelagerten 4 Auslegern wird alleine ungefähr 30 g wiegen.) _________________ Gruß Klaus AspiTrax |
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Frank
Anmeldedatum: 06.05.2009 Beiträge: 597
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Verfasst am: Do Aug 12, 2010 6:47 am Titel: |
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| Zitat: | Läßt sich berechnen, wo bei diesem Gewicht von 150 g die 4 Befestigungen für die Schnüre ungefähr hin kommen müssen,
damit die 150 g genau in der waage hängen ? |
Jeder der Ausleger bildet eine Art Wippe. Für diese gelten die Hebelgesetze.
also:
m1*g*l1=m2*g*l2
m1-Masse an Hebelarm 1 (z.B.150/4=37,5g)
l1-Länge Hebelarm 1
m2-Masse an Hebelarm 2 =30g
l2-Länge an Henbelarm 2
g-Erdbeschleunigung=10m/s²
Für m1 nimmt man entsprechend nur 1/4 der Gesamtmasseim Zentrum. Genauer müsste man auch noch anteilig die Eigenmasse des mittleren Kreuzes hinzurechnen.
Durch Umstellen der Gleichung erhält man ein Verhältnis von l2/l1 von:
l1/l2=m2/m1
l1/l2=30g/37,5g=0,8
l1=0,8*l2
Der Wert stimmt nur ungefähr, da Eigengewicht der Hebel (C-Faserstäbe) und genaue Geometrie des Mittelkreuzes ebenfalls eine Rolle spielen. Man kan das aber später auch durch Trimmgewichte ausgleichen. _________________ MfG. Frank |
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AspiTrax
Anmeldedatum: 11.08.2010 Beiträge: 10 Wohnort: Norddeich
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Verfasst am: Do Aug 12, 2010 2:41 pm Titel: |
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Vielen Dank Frank,
...ich seh schon, da wird erst ein Modell-Muster hinterher in der Praxis genaue Aufschlüsse bringen können.
Das nächste Problem was dann noch ansteht,
ist die >Verlangsamung< dieser Schwingungen,
denn das ist hinterher der ganze Sinn und Zweck dieser Konstruktion.
Dies könnte man durch die Reibung der Ausleger am Mittelkreuz erreichen, wenn man von Außen z.B. eine Schraube strammer stellt,
oder ich dachte auch an Zug-Federn zwischen die Ausleger zu setzen,
bin aber leider kein Techniker der wüßte was besser zu tun wäre !
Auf jeden Fall müssen diese Schwingungen irgendwie verlangsamt werden. (...gedämpft werden) _________________ Gruß Klaus AspiTrax |
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Frank
Anmeldedatum: 06.05.2009 Beiträge: 597
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Verfasst am: Do Aug 12, 2010 4:06 pm Titel: |
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| Zitat: | | Auf jeden Fall müssen diese Schwingungen irgendwie verlangsamt werden. (...gedämpft werden) |
Es ist ein Unterschied, ob man Verlangsamen möchte oder dämpfen möchte.
Verlangsamen bedeutet die Schwingperiode zu erhöhen, das System benötigt also mehr Zeit pro Schwingung.
Dämpfen bedeutet, das die Amplituden schnell kleiner werden, das System also schneller zur Ruhe kommt.
Je nachdem was man erreichen möchte, gibt es unterschiedliche Maßnahmen. _________________ MfG. Frank |
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AspiTrax
Anmeldedatum: 11.08.2010 Beiträge: 10 Wohnort: Norddeich
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Verfasst am: Sa Aug 14, 2010 3:25 am Titel: |
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| Frank hat Folgendes geschrieben: |
Dämpfen bedeutet, das die Amplituden schnell kleiner werden, das System also schneller zur Ruhe kommt. |
Hallo Frank,
...ja, - das System soll schneller wieder zur Ruhe kommen.
denn unter diesem Kreuz hängt wiederum ein zweites Kreuz,
welches man als "Kardanische-Aufhängung" bezeichnet.
Alles Maßnahmen nur um die Kamera einigermaßen ruhig zu halten,
die beiden Fotos unten dürften dieses Problem verständlicher machen.
Die Zwei-Punkt-Aufhängung nenn man >Picavet-Aufhängung<
welche ein über Seil-Rollen geführtes eigenes Seil-System darstellt,
und welches den schiefen Winkel der Drachen-Leine ständig ausgleicht.
Die ganze Geschichte nennt sich dann KAP = Kite Aerial Photography,
und das Gestell für die Kamera nennt man dann >Rig<,
nur diese blöde Drachen-Schnur ist ständig in Bewegung,
horizontal wie vertikal - alles Erscheinungen welche man unbedingt an der Kamera selbst überhaupt nicht haben will.
Das ganze Problem kann man auch auf elektronischem Wege lösen,
zwar nicht ganz billig, aber machbar,
ich will aber mal versuchen,
das ganze nur mit Hilfe der Physik zu lösen,
ist doch mal eine Herausforderung - oder nicht
Hier die elektronische Lösung...
http://vimeo.com/4767293
http://vimeo.com/2206840
- _________________ Gruß Klaus AspiTrax |
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Frank
Anmeldedatum: 06.05.2009 Beiträge: 597
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Verfasst am: Mo Aug 16, 2010 6:33 am Titel: |
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Für Deine Aufgabe scheint mir das System nur bedingt geeignet.
Im Unterschied zur Elektronischen Lösung werden bei Deiner Lösung nur vertikale Schwingungen ausgeglichen. Selbst das wird schwierig genug, da durch den rein mechanischen passiven Aufbau nur auf bestimmte Frequenzanteile der vertikalen Schwingungen reagiert werden kann.
PS: Das mit der Kitefotografie hatte ich mir auch schon mal überlegt, habe es aber nie verwirklicht.
Ein rein mechanisches System für einen Winkelausgleich gibt es im chinesischem Kompasswagen. Der funktioniert ohne Magnet und zeigt doch immer in die einmal eingestellte Richtung, auch wenn man den Wagen z.B. um die Kurve fährt. Leider taugt es nicht für Dein Kitesystem.
http://www.sarganserland-walensee.ch/physik/mechanik/kompasswagen/kompasswagen.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Kompasswagen _________________ MfG. Frank |
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AspiTrax
Anmeldedatum: 11.08.2010 Beiträge: 10 Wohnort: Norddeich
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Verfasst am: Mo Aug 16, 2010 7:17 am Titel: |
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Hallo Frank,
...ja, damit werden nur die vertikalen Schwingungen der Drachen-Leine ausgeglichen,
die horizontalen Schwingungen hingegen wird dann noch ein weiters Kapitel für sich werden.
Aber bleiben wir voerst mal beim Prinzip >Schwing-Tier< !
Was hälst Du denn von Zug-Federn zwischen den 4 Auslegern ?
Damit könnte man doch das System schnell wieder beruhigen,
bzw. die vertikalen Schingungen dämpfen - oder nicht ?
Natürlich müssen diese Zug-Federn zum Gewicht der Kamera angepaßt sein,
oder irgendwie einstellbar gemacht werden.
Ich weiß, - ich weiß, alles keine leichte Aufgabe dies alles rein Mechanisch lösen zu wollen, aber wenn dies leicht und einfach wäre, dann wäre es auch keine interessante Aufgabe.
Die >Picavet-Aufhängung< mit der Seilführung ist auch eine reine mechanische Angelegenheit, funktioniert aber hervorragend,
und wird von faßt allen KAPern auch so seit Jahren verwendet.
Warum also kein neues >Frank-AspiTrax-Kreuz<
- _________________ Gruß Klaus AspiTrax |
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Frank
Anmeldedatum: 06.05.2009 Beiträge: 597
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Verfasst am: Mo Aug 16, 2010 6:27 pm Titel: |
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| Zitat: | Was hälst Du denn von Zug-Federn zwischen den 4 Auslegern ?
Damit könnte man doch das System schnell wieder beruhigen,
bzw. die vertikalen Schingungen dämpfen - oder nicht ? |
Mechanische Dämpfung bedeutet immer Umwandlung von kinetischer Energie in Wärme. Dies spielt bei einer Feder eine untergeordnete Rolle. Deshalb sind mechan. Federn zur Dämpfung nicht geeignet.
Am besten eignen sich Systeme mit flüssigen oder gasförmigen Medien, die z.B. durch Verwirbelung die Energie effektiv in Wärme umsetzen.
Industriell werden dazu z.B. Ölstoßdämpfer verwendet.
Für hohe Frequenzen nimmt man Gummipuffer. Eine Möglichkeit bei Deiner Konstruktion wäre die Verwendung von Gummi oder Schaumstoff (Schwamm) im Bereich der Gelenke, oder die Scharniere gleich in Form von Biegestäben aus Gummi fertigen. Allerdings ist da die richtige Abstimmung nicht so einfach.
Manchmal wird auch eine Wirbelstrombremse verwendet, die ist gut einstellbar, aber eher schwer und benötigt wohl eine Übersetzung.
Mechanisch aufwändiger wäre eine Konstruktion, bei der die Gelenkbewegung durch geeignete Übersetzungen auf Lüfterräder (Ventilatoren) übertragen wird.
Möglicherweise kann man die so dem System entzogene Energie an Stelle des Lüfterrades auch einem Gyrokreisel zuführen und damit gleich einen weiteren Stabilisierungseffekt erreichen. Die Schwingbewegung zieht so den Kreisel permanent auf und wird dabei selbst gedämpft. _________________ MfG. Frank |
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AspiTrax
Anmeldedatum: 11.08.2010 Beiträge: 10 Wohnort: Norddeich
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Verfasst am: Di Aug 17, 2010 6:19 am Titel: |
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Hallo Frank,
Öl-Stoßdämpfer ist eine gute Idee,
so etwas ist ja für RC-Cars gut zu bekommen,
muß mich da mal im Internet auf solchen Seiten etwas schlauer machen.
Vielleicht gibt es da sogar >Gasdruck-Stoßdämpfer< für diese kleinen
Mini-Rennwagen.
Ja - habe gerade mal nachgesehen - gibt es !
Oldruck-Stoßdämpfer für RC-Car
http://www.voelkner.de/products/162322/110-Alu-oeldruckstossdaempfer-Big-Bore.html
http://www.tamico.de/OEldruckstossdaempfer-4-Stk-TT-01-TL-01
http://www.mst-modellbau.de/demontierte-fahrzeugteile/pha-nix-xt/pha-nix-xt-a-ldruckstoa-da-mpfer-alu-hinten-2-/prod_5431.html
Bei Gasdruck-Stoßdämpfer für RC-Car´s sieht es hingegen ehr schlechter aus.
Aber einen >Gyrokreisel< wollte ich eigentlich unbedingt vermeiden,
das kann jeder, so ein Gyro-Servo gibt es in Kanada für 69,- $/Stück,
davon 3 bis 4 Stück, und das Problem wäre gelöst !
Hat aber dann nicht´s mit eigenem >Gehirn-Schmalz< zu tun,
das fände ich weniger prickelnd.
Dann lieber simplen Schaumgummi verwenden... _________________ Gruß Klaus AspiTrax |
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Frank
Anmeldedatum: 06.05.2009 Beiträge: 597
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Verfasst am: Di Aug 17, 2010 7:11 am Titel: |
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| Zitat: | Aber einen >Gyrokreisel< wollte ich eigentlich unbedingt vermeiden,
das kann jeder, so ein Gyro-Servo gibt es in Kanada für 69,- $/Stück,
davon 3 bis 4 Stück, und das Problem wäre gelöst ! |
Ein Kreisel kann allerdings (nur) eine Rotationsbewegung/Winkel ausgleichen, niemals eine Translation.
Bei Deinem Schwingsystem bräuchtest Du also wahrscheinlich sowieso zusätzlich noch einen Winkelausgleich (oder mehrere).
Bei meinem Vorschlag ging es ja auch nicht um einen Servo, sondern um einen Kreisel mit rein mechanischer Lösung. _________________ MfG. Frank |
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AspiTrax
Anmeldedatum: 11.08.2010 Beiträge: 10 Wohnort: Norddeich
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Verfasst am: Mi Aug 18, 2010 4:10 am Titel: |
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| AspiTrax hat Folgendes geschrieben: |
Hat aber dann nicht´s mit eigenem >Gehirn-Schmalz< zu tun,
das fände ich weniger prickelnd.
Dann lieber simplen Schaumgummi verwenden... |
Habe vor einiger Zeit auch die Schwingungen von 4 Motoren an meinem QuadroKopter bis zur Kamera weg bekommen,
und das alles ohne Kreisel oder sonstigen elektronischen Hilfsmitteln.
Nein, nicht mit Gummi-Schwingungsdämpfern,
sondern mit etwas >Gerhin-Schmalz<,
und das Zauberwort hieß hinterher >Entkoppeln>
Die Kamera-Halterung war vom eigentlichen QK völlig >Entkoppelt<,
so das diese Vibrationen der Motoren erst gar nicht bis zur Kamera gelangen konnten.
Ein simpler kleiner Trick, der mir aber HIER bei diesem Problem diesmal leider nicht weiterhilft !
Muß einfach mal wieder etwas im Bastelkeller rum-experimentieren...  _________________ Gruß Klaus AspiTrax |
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