Ackermann Lenkung


Eine Alternative zur Radseitenlenkung, die bei den meisten VolksBot Modellen benutzt wird ist die Achsschenkel-Lenkung. Sie wurde 1816 von Rudolph Ackermann patentiert und ist deshalb auch nach ihm benannt.
Bei der Ackermann Lenkung wird jedes Rad der gelenkten Achse für sich gedreht und hat unterschiedliche Lenkwinkel. In der Automobilindustrie werden die korrekten Lenkwinkel in der Regel über eine mechanische Anordnung, das Lenktrapez, realisiert (vgl. Abb. rechts). Der korrekte Lenkwinkel für jedes Rad (auch Ackermann Winkel genannt) hängt von den Dimensionen des Fahrzeugs ab (Radstand, Spurweite, Lenkhalbmesser).
Im Projekt VolksBot wurde auf die mechanische Konstruktion eines Lenktrapezes verzichtet und stattdessen ein getrennter Lenkantrieb für jedes gelenkte Rad implementiert. Die Berechnung des Ackermann Winkels geschieht softwareseitig, wobei die o.g. Dimensionen des Fahrzeuges der Software als Input-Parameter zur Verfügung gestellt werden. Damit bleibt eine möglichst große Flexibilität bei der Dimensionierung des Fahrzeugs erhalten und es lassen sich größere Lenkwinkel realisieren.
Um auch bei großen Lenkwinkeln gute Fahreigenschaften zu erhalten, wurde der Fahrantrieb auf die gelenkte Achse verlegt.

Unsere Lösung auf der Basis von Volksbotbauelementen umfasst:
  • Zwei UDUs (Universal Drive Units)
  • Vier Räder 260 x 85 mm
  • Radstand: 560 mm
  • Spurweite: 436 mm
  • Lenkhalbmesser: 62,5 mm
  • Max. Lenkwinkel: +- 60°
  • Max Lenkgeschwindigkeit: 33°/s
  • Integrierte Stoßdämpfer
  • Lenkantrieb: 2 Maxon DC Motoren 22 W, jeweils 2 Planeten- und Schnecken- Getriebe sowie 2 Maxon EPOS 24/2 Motor Controller
  • Fahrantrieb: 2 Maxon EC Flat Motoren 90 W, 2 Harmonic Drive Getriebe sowie 2 Maxon EPOS 24/5 Motor Controller
  • Stromversorgung: Zwei Blei-Gel Akkus, 12 Volts, 15Ah
  • VolksBot Power Unit (SPU) mit Stromversorgung 24V/20A, 12V/5A, 5V/5A
  • Software Anbindung über C++ Libraries für Windows und LinuX inkl. der Steuerungsmodule zur Berechnung der unterschiedlichen Ackermann Winkel und Fahrgeschwindigkeiten für linke und rechte Seite.

Videos:
Achsschenkellenkung volksbot volksbot
   
Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme