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Treppensteigendes Rad -- 2

Treppensteigendes Rad

Fahrzeuge auf Rädern können ohne weitere Vorrichtungen nur Hindernisse überwinden, deren Höhe die Radachse nicht übersteigt. Bspw. ist die Höhe der Bordsteinkante auf 30% der Achshöhe des Autorades begrenzt, damit das Auto mit akzeptablem Kraft-Gegenstoß den Bordstein überrollen kann. Geländegängige Fahrzeuge, die entsprechend größere Hindernisse überrollen müssen, benötigen ebenso größere Räder.

Für auf Rädern fahrende Roboter im Haus, z.B. dem Staubsaugroboter, dem treppensteigenden Rollstuhl, aber auch dem Polizeiroboter zur mechanisierten = gefahrlosen Untersuchung von Innenräumen, stellt eine Treppe zunächst ein

kaum überwindbares Hindernis dar. Ein Laufroboter (mit Beinen) würde Treppen zwar leichter überwinden, hätte aber andere Schwierigkeiten, z.B. hinsichtlich der Geschwindigkeit, des gleichmäßigen Laufs und der Stabilität. Das Konzept eines Laufroboters soll hier nicht verfolgt werden.

Ebenso wäre es denkbar, den Roboter als Drohne zu konstruieren, die die Treppe überfliegen kann. Auch ein solches Konzept soll hier nicht verfolgt werden.

Das Fahrzeug bzw. dessen Rahmen soll diesen Prozess nicht unterstützen. Bspw. wäre es denkbar, dass sich das komplette Fahrzeug durch einen am Rahmen angebrachten Hubzylinder selbst auf die nächste Treppenstufe hebt. Auch ein solches Konzept soll hier nicht verfolgt werden.

Konstruieren Sie ein Rad, das an einem passiven Fahrzeugrahmen angebracht werden kann und damit das gesamte Fahrzeug befähigt, Treppen zu steigen. Ausschließlich das Rad soll die Treppe ersteigen, vgl. Bild 1. Der Durchmesser des Rades soll höchstens so groß wie die Höhe der Treppenstufe sein, das Rad soll die Treppe nicht einfach überrollen können.

Denkbar sind bspw.:

sich entfaltende Räder vom Typ „Transformers“, vgl. Bild 1

Räder mit einer zusätzlichen Vorrichtung, z.B. hakenförmigen, elastischen Elementen, die bei ebener Fahrt wegklappen, sich aber auf einer Treppenstufe einhaken

Finden Sie weitere mögliche Konzepte und konstruieren Sie hieraus ein solches Rad.

Für den Umfang der Konstruktion gelten die folgenden Anforderungen:

Radachse max. auf halber Höhe der Treppenstufe.

Eine eventuell erforderliche (elektronische) Aktivierung des Rad-Mechanismus, z.B. durch einen Sensor und eine nachgeschaltete Auslösemechanik, ist nicht zu betrachten oder zu konstruieren. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass das Rad im Fahr- und im Kletterbetrieb stabil und zwischen beiden Zuständen hin und her schaltbar ist. Die Stabilität kann z.B. durch eine Verriegelung, eine

Totpunktüberschreitung, … erreicht werden. Eine Vorrichtung zum Lösen der Verriegelung muss nicht konstruiert werden.

In drehbar miteinander verbundenen starren Gliedern, z.B. in Gestängen, empfehlen sich bei kleinen Abmessungen Gleitlagerbuchsen (z.B. der Firma IGUS). Es können aber auch Wälzlager vorgesehen werden.

Der Antrieb einer solchen Vorrichtung, z.B. durch einen Elektromotor, ist nicht zu berücksichtigen.

Skills: CAD/CAM

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hussainmuzammal4

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