Hallo Community,
ich will eine steuerbare Kugel bauen, welches sich mittels Reaktions- bzw. Drallrädern bewegt (ähnlich wie dem Star Wars RB8 Roboter). Meinen Aufbau habe ich bereits fertig als CAD Modell und damit kann ich auch einigermaßen gut das Geamtgewicht des Gesamtaufbaus bestimmen. Ich bin bei 5kg angelangt, allerdings stellt sich mir nun die Frage wie ich die Gewichte auf den Motoren der Drallräder dimensionieren muss, damit sich die Kugel überhaupt bewegen bzw. drehen kann.
Natürlich spielt hier die Reibung auch ein bisschen mit, allerdings müsste ich erst einmal eine grobe Richtlinie haben, wenn man die Reibung vernachlässigt.
Mir fehlt da der Ansatz wie ich es schaffe die Kugel mit bspw. max 20°/s zu drehen 
Die Größen der maximalen Drehrate des Motors kann ich messen, aber mir fehlt eben der Ansatz zum Berechnen der Schwungmasse. Kann mir hier vielleicht jemand den entscheidenden Stoß in die richtige Richtung geben?
Vielen Dank und einen schönen Abend!
Moin,
wo hast Du denn schon gesucht, mit welchen Schlagworten?
Dann könnte man gezielter helfen, so nur die naheliegendensten Stichworte:
Drehmoment, Trägheitsmoment, Vollkugel, starrer Körper, …
Viel Erfolg!
Gruß Volker
Hallo!
ich weiß nicht, ob du damit glücklich wirst.
So rein konzeptionell:
Du hast deine Kugel mit einem Reaktionsrad drin, beide haben durch ihre Masse und Geometrie ein Trägheitsmoment.
Wenn du nun die Kugel auf eine bestimmte Rotationsgeschwindigkeit bringen willst, muß auf sie für eine gewisse Zeit ein Drehmoment einwirken. Das wird dadurch erreicht, daß das betragsmäßig gleiche Drehmoment für die gleiche Zeit auf das Reaktionsrad ausgeübt wird, und zwar so, daß es sich dadurch entgegengesetzt zur Kugel bewegt.
Die Endgeschwindigkeit des Reaktionsrades wird dabei vom Verhältnis der Trägheitsmomente bestimmt, hat es nur 1/10 des Trägheitsmoments der Kugel, dreht es sich am Ende auch 10 mal so schnell. (Und denk dran, der Motor sitzt ja in der Kugel, die Motordrehzahl ist daher 11 mal so hoch!)
Nach Erreichen der gewünschten Endgeschwindigkeit muß man nichts weiter machen, die Rotationsgeschwindigkeiten bleiben einfach konstant (Reibung ist ja noch nicht berücksichtigt). Und zum Abbremsen macht man das ganze rückwärts.
Die Krux an der Geschichte ist, daß diese Kugel kaum wie RB8 längere Strecken zurücklegen kann, denn spätestens da braucht man wegen Rollwiderstand und ggf. Steigungen permanenten Vortrieb, was dann eben auch eine permanente Beschleunigung des Reaktionsrades bedingt. Das wird dann irgendwann die Schallmauer durchbrechen…