(Automatic Bike Project) Drehmoment zum Schalten erforderlich?

Bei der Arbeit an Fahrrädern ist die Kraft, die zum Ziehen eines Schaltkabels erforderlich ist, größer, als ich aufbringen kann, wenn ich das Kabel mit meinen Fingern greife, aber es ist einfach, das Kabel mit einer Zange zu greifen. Also wahrscheinlich etwa 10-20N. Aber fast die ganze Kraft wird benötigt, um der Rückstellfeder im Umwerfer entgegenzuwirken. Wenn Sie diese Feder entfernen, sinkt die Kraft um eine Größenordnung. Und wie Kibbee sagt, können Sie diese Kraft mit Hebelwirkung ändern (aber Sie benötigen immer noch die gleiche Menge an Energie).

Der einfachste Weg wäre, einen vorhandenen Schaltzug und Schalthebel zu verwenden, die am Schaltwerk befestigt sind. Auf diese Weise müssen Sie Ihren Motor nicht direkt neben der Hinterachse montieren, wo er anfällig für Stöße und Schmutz ist.

Wenn Sie eine Windentrommel verwenden, die an einem Schrittmotor befestigt ist, ist es ziemlich einfach, alles zum Laufen zu bringen. Das Problem dabei ist, dass das Haltemoment mit ziemlicher Sicherheit größer sein wird als die Haftreibung des Motors, sodass Sie Kraft benötigen würden, um im Gang zu bleiben. Oder schalten Sie den Schrittmotor herunter oder verwenden Sie eine mechanische Bremse mit einem Solenoid, um sie zu lösen, wenn Sie schalten möchten. Aber das ist möglicherweise komplexer, als ein Studentenprojekt leicht aufbauen kann.

Eine andere Möglichkeit wäre, einen herkömmlichen Zweihebel-Schalthebel mit einem Motor zu verwenden, um die Hebel zu drücken, wenn Sie den Gang wechseln möchten. Das ist eine Aufgabe mit geringer Präzision, aber Sie werden beträchtliche Kraft benötigen. Wenn Sie einen ziemlich kräftigen RC-Servomotor verwenden, denke ich, dass er funktionieren könnte und innerhalb des Budgets liegt. Dann fahren Sie das von einem Mikroprozessor ab, der einen PWM-Ausgang hat, damit das Servo funktioniert (es gibt Arduino-Bibliotheken, die dieses OOB machen, es ist nicht schwer)

Wesentlich eleganter wäre es, einen Umwerfer direkt zu modifizieren, indem man die Rückstellfeder entfernt und motorisch vor- und zurückbewegt. Dies ist, was die elektronischen Schalteinstellungen tun. Wenn Sie einen Schrittmotor verwenden und "vom Ende weg" fahren, um ihn zu positionieren, sollten Sie eine angemessene Zuverlässigkeit zu geringen Kosten erhalten und ohne Sensoren und Servo-Rigs bauen zu müssen, um die Kette genau auf dem Antriebszahnrad zu lokalisieren. Ich befürchte, Sie brauchen vielleicht wieder eine Bremse, aber ich würde die erste Version ohne bauen. Im schlimmsten Fall können Sie in Ihrem Abschlussbericht sagen: "Es funktioniert, aber es braucht eine Sperre, um es über Unebenheiten in Position zu halten".

Wenn Sie die Feder in Ihrem mechanischen Getriebesystem durchtrennen, wechselt der Gang ohne ein wichtiges Drehmoment. Aber ich weiß nicht, wie stark der Umwerfer bewegt werden muss.