Harmonic Drives ..es tut sich was

  • Nachdem bisher die ersten Harmonic Drive Montierungen eher sehr teure Exoten ( Rainbow Astro / Crux) waren, tut isch langsam was auf dem Markt, und diese in der Robotic recht verbreitet Technik findet mehr und mehr den Weg in die Astro Montierungen. Nachdem vor wenigen Monaten Sharpstar mit dem Mark III seinen ersten Harmonic Mount vorgestellt hat http://www.sharpstar-optics.com/index.php/en/class4.html , ist nun ZWO mit einer etwas kleineren ( und auch günstigeren) Version nachgezogen . Waren die Rainbow und Crux Mounts noch eher im mittleren bis oberen 4 Stelligen Euro /$ Bereich angesiedelt, so liegt der Sharpstar Mount mit knapp 3k $ schon deutlich darunter. Der Zwo Mount wird derzeit als Pre-Order auf der ZWO Website für 1999.- US$ Inkl Stativ angeboten https://astronomy-imaging-came…harmonic-equatorial-mount ( nun muss ich aufpassen, das der Kauf-Refelx nicht einsetzt ;) ) Aber, der ZWO Mount hat auch die geringste Tragkraft. Obwohl er trotzdem für die meisten Anwendungen ausreichen würde.


    Lieder gibt es bisher zu diesen beiden neuen Mounts noch sehr wenig Erfahrungsberichte . Aber es wird sicher interessant , wenn die Geräte mal wirklich auf dem Markt sind, und es bleibt abzuwarten, ob auch die etablierten Hersteller Produkte mit dieser Technologie anbieten werden.


    Die Vorteile , wenig Gewicht, und noch weniger Gegengewicht , liegen auf der Hand . Zu hoffen bleibt auch, das man die anfänglichen Probleme mit dieser Technologie noch in den Griff bekommt ( Recht durchwachsenes Review des Crux Mounts / The lazy Geek)

  • Ich bin davon überzeugt, dass Montierungen mit Wellgetriebe (Harmonic Drive) die nächste Dekade marktbestimmend werden. Gegen die kompakte Bauform haben Wurmgetriebe keine Chance.

    Und gegen die produzierten Stückzahlen im Getriebebau (über alle Branchen) auch nicht, die allein für einen Preisvorteil sorgen werden, wenn das Getriebe von den Astroherstellern zugekauft wird.

  • Hallo Beisammen,


    Harmonic Drive ist eine interessante Technologie. Bei den Test-Berichten sieht man aber große und nicht periodische Fehler in der Nachführung. Dagegen sind dann wieder hochwertige Encoder notwendig (sub-arcsec Genauigkeit) oder gespeicherte PEC Kurven für ganze 360Grad Umdrehungen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass ich z.B. eine 24Std Aufzeichnung machen möchte, um den periodischen Fehler zu kompensieren. Bei der Wurm-Periode von 6min. bei meiner Montierung komme ich mit PEC auf ~1arcsec im Minuten-Bereich. Ich lasse trotzdem den OAG mit PHD Guide laufen, bin aber in der beruhigenden Gewissheit, dass ich mir da auch mal 5sec oder 10sec Nachführbelichtungen erlauben kann. Können Harmonic-Leute das auch? Es gibt da auch die (mir unverständliche) Fraktion der Leute, die meinen Rekorde (5min & 1000mm Brennw. ??) im un-guided Belichtungen machen aufstellen zu müssen. Das ist mir eigentlich auch egal. Eine Nachführung (für mich) sollte eine kleine periodische (Minuten-Bereich) Amplitude haben, mit durchgehend geringen höheren Ableitungen. Die meisten etablierten Wurm-Montierungen können das zu einem guten Preis-Leistungsverhältnis. Bin gespannt das bei Harmic-Montis zu sehen.


    Clear Skies,

    Gert

  • Hallo Gert und Kalle,


    ja, das wird sicher noch sehr interessant. Ich denke , der ganz große Unterschied ist, das die diese spielfreien Getriebe sozusagen aus der Massenfertigung kommen, während die Präzisen Wellen und Schnecken , die bisher verbaut werden, eher Kleinserien sind. Alleine dadurch wird sich meiner Meinung nach dieser Antrieb mehr und mehr durchsetzten, zumindest im Consumer und Semi-Pro Bereich. Die Anwendung in der Astronomie ist Mengenmässig ja eher ein Abfall-Produkt.

    Die langwierigen periodischen Fehler, über die ja auch TheLazyGeek in seinem Video berichtet, sind sicher ein Problem, das es noch zu lösen gilt. Sollte das allerdings mal beseitigt sein, dann ist es nur noch eine Sache der Software ( Pointing Modelle) , das mit preisgünstigen Harmonic Drive Montierungen unguided Aufnahmen von mehren 10 Minuten problemlos möglich werden. Ein Bereich , in den heute nur Montierungen im 5 Stelliger Preislage zu finden sind. Denn, exakt und spielfrei , auch unter größerer Last, arbeitet diese Technik ja jetzt schon .

    Über den Sinn und Zweck solch langer Aufnahmen kann man sicher diskutieren. Aber, wenn es schon immer Montierungen gegeben hätte, die problemlos über Stunden absolut exakt nachführen könnten, hätte wohl niemand das Stacking erfunden ;)

  • Hallo Achim,


    lt. CN kommt demnächst noch eine Monti von Pegasus dazu:

    Another Harmonic Mount - Pegasus Astro - Mounts - Bewölkte Nächte (cloudynights.com)

    Bei Deiner Aufzählung wäre außerdem noch die MX-HD von GOTO hinzuzufügen:

    goto telescope co., ltd

    Ob Cronos ( zB: HD32) noch produziert weiß ich nicht. Allerdings hat Cronos nie so etwas kleines wie die RST135 oä. gebaut. Aber ich glaube viel mehr Hersteller dürften es zZt. wohl nicht sein.

    Für die generelle Preisgestaltung dürfte sich diese zunehmende Markenvielfalt sicherlich nicht negativ auswirken. In den CN-threads zu SharpStar und ASI gibt es auch Spekulationen bezgl. der Qualität der verwendeten Getriebe. Aber das muß die Praxis zeigen, ob es da wirklich zwischen den Herstellen von "Dehnungswellengetrieben" signifikante Qualitätsunterschiede gibt.

    Ich benutze seit ein paar Monaten so eine kleine Montierung und bin von der Mobilität einfach nur begeistert. Ungeguidete Aufnahmen hatte ich anfänglich nur zu Testzwecken versucht. Ansonsten kümmert sich die ASI Air Pro um die Nachführung mittels Sucherguiding. Die Belichtungszeiten des Guiders liegen bei mir irgendwo zwischen 0,5sec und 1sec. Da gab es noch nie Probleme. Bisher wurde ein C8, entweder bei f/10 oder bei f/7, nachgeführt.

    ->Hobym Crux 140 / The lazy Geek: Da hat Hobym wohl wirklich einen Bock geschossen! Zum einen ist man nicht zeitnah auf die Reklamation eingegangen und zum anderen hat das Eingeständnis vom Einbau fehlerhafter Getriebe ewig gedauert. Ansonsten scheinen die Monti´s von Hobym gar nicht schlecht zu sein. Bei CN gibt es eine Review zur 140 und zur 170. Die Steuerung von Hobym ermöglicht "so etwas wie PEC". Der User hat es vom Ergebnis her zwischen der RST 135 und der RST 135E angesiedelt. Es muß also keineswegs ein Encoder verbaut werden.

    ->preisgünstige HD: Ich kann es nicht mit Zahlen belegen, aber ich glaube nicht, dass die fertigen Lager-/Getriebeeinheiten wirklich preiswert sind.


    cs eike

  • Hallo Eike, danke für deinen Beitrag zur Vervollständigung. Die Liste wird sich noch wachsen.

    Bezüglich preisgünstig. Sich sind HD's nicht billig. Aber es ist großserien Technik. Die Stückzahlen, in denen Montierungen produziert werden, sind selbst bei einer EQ6 im Vergleich zu Industrie Produktionen eher homöopathische Mengen. Jedes Großserien Teil was rein kommt, macht die Sache billiger.

  • Hallo Achim,


    prima Fund! Die rechte Version der 25er sieht interessant aus.

    Die 17er scheint nicht ganz so kompakt zu sein, wie eine RST 135. Aber bei den Preisen sollte Rainbow und Hobym Crux langsam wach werden.

    Dem Autoguider wird es egal sein, mit welchem HD-Getriebe er sich abmühen muß.


    cs eike

  • An die Selbstbauer unter uns,


    € 560,91 25% Rabatt | Harmonic drive minderer teilapparat CNC 4th 5th EINE B drehachse + Nema 23 stepper motor Geschwindigkeit verhältnis 50:1


    Für unsere Zwecke noch ein Standard-Vorgelege vor den Schrittmotor und los gehts.


    Man kann nur staunen, mit welcher Geschwindigkeit, Genauigkeit und Preisgestaltung die asiatische Raum den Markt durchfährt. Aliexpress ist Massenmarkt für Endkunden.

  • und das bei den Abmessungen. Ist schon cool.


    Gruß, Marcel

    Wenn du dich für das Thema Selbstbau in FreeCAD einarbeiten willst, findest du einige Beiträge, mit Bezug zu ATM, auf meiner Pinnwand unter "FreeCAD Zeuch"...

  • Moin,


    ja das in Relation zur Tragfähigkeit kleine Baumaß und geringes Gewicht sind attraktiv.


    Wie sich das fotografisch verhält, finde ich schwer einzuschätzen. Meist werden gute oder gar überdurchschnittliche Qualität werbetechnisch wirksam in Szene gesetzt. Steht nichts da, wie bei dem Getriebeset aus #9 (ich habe nichts gesehen), ist imho immer etwas Vorsicht angebracht. Bezüglich der Genauigkeit und Tragfähigkeit würde ich deutliche Abstriche gegenüber Markenwaren-Standard annehmen.

    Ich habe einfach mal kurz nach Datenblättern geschaut. Die Positioniergenauigkeit war bei einem (wahrscheinlich) regulären Marken-Industrieprodukt mit 1,5 Bogenminuten angegeben. Über Verteilung und Verlauf sagt das nichts.

    Kurven - etwa hier:


    (PDF) Kinematic error of a harmonic drive
    PDF | The article deals with the causes for kinematic error of harmonic drives. The error was determined theoretically using a mathematical model of a... |…
    www.researchgate.net


    sehen für mich (nur gröbst überflogen) etwas "ruppiger" aus als bei einem Schneckengetriebe. Ich bin da allerdings ganz sicher kein Fachmann. Da es offenbar zunehmend Verwendung findet, muss es aber zumindest prinzipiell durch geeignete Maßnahmen beherrschbar sein. Ob ein Guider das alleine schafft, kann vielleicht ein Kenner dieser Technik anhand der Angaben aus obiger (oder anderen Quellen) einschätzen.


    CS

    Harold

  • Hallo zusammen,


    die Deutsche Montierung ist im Grunde eine Sternwartenmontierung für lange Refraktoren und hat dort ihren berechtigten historischen Ursprung.


    Je größer die geforderte Genauigkeit, desto größer die Antriebsdurchmesser und - wenn es richtig gut gemacht ist - die Lagerdurchmesser (Vierpunktlager). Das ändert sich grundsätzlich nicht mit dem obigen Antrieb. Durchmesser treiben das Eigengewicht in die Höhe mit den üblichen Folgeerscheinungen. Die aus Steifigkeitsgesichtspunkten besonders unangenehme Nebenwirkung ist die Montage auf einem (transportablen) Dreibeinstativ. Diese Antriebsart kämpft mit den gleichen inneren Herausforderungen. Innen ein Stirnzahnrand eines Durchmessers, der im Quervergleich gleich oder kleiner erscheint als der des Schneckenrades einer vergleichbaren Montierung.


    Es gab gute Gründe in der Vergangenheit bis auf wenige Ausnahmen auf Stirnzahnräder zu verzichten. Während man da noch auf Schrägverzahnung ausweichen könnte, dürfte das in diesem Antrieb richtig komplex werden. Die Verzahnung soweit zu verkleinern, dass die Fehler unter unsere gefühlten Anforderungen rutschen, dürfte auch eine Herausforderung sein. Es müßte eine untere Grenze existieren.


    Nimmt man genug Geld in die Hand, bekommt man derart eine schicke Montierung hin. Nur das Grundproblem bleibt. Halbe Payload, relativ kleine Antriebsdurchmesser, hoher Schwerpunkt.


    Wäre der gleiche Entwicklungaufwand, der weltweit für die Deutsche Montierung getrieben wurde, in eine andere Montierungsart - für Stative, nicht für Sternwarten - gesteckt worden hätten wir heute super Montierungen, transportabel, ohne Nachführungsfehler und mit tiefem Schwerpunkt.


    In jedem Fall für 360-Grad Goto in beiden Achsen ein schöner Lösungsansatz. Ob man die geforderten Genauigkeiten systemimanent erreichen kann, oder auch Steuerungs- Regelungsvorrichtungen einplanen sollte, wird man sehen müssen.


    Genauigkeit hat einfach ihren Preis.


    Grüße, Reinhold

  • Hallo Reinold,


    das Funktionsprinzip der deutschen Montierung ändert sich ja nicht bei Montierung mit einem Harmonic Drive.


    Der grosse Unterschied ist, das man als Getriebe ein Großserien Produkt aus der Robotic mit hoher Genauigkeit, hoher Kraft und praktisch keinem Getriebe Spiel und somit keinem Backlash( und das über die gesamte Lebensdauer) verwendet, anstatt hochpräzise Wellen, Schnecken und Räder in Kleinserien zu fertigen.

    Die Herausforderung liegt wohl eher in der Kontrolle der periodischen Fehler. Hier haben einige Hersteller schon den Ansatz, die entsprechende Korrektur direkt in die Ansteuerung zu integrieren.

    Aber wie bei allen mechanischen Bauteilen, gilt auch hier, je höher die Präzision , desto höher der Preis. Möglich sind bisher jetzt schon in Indistrieanwendungen positioniergenauigkeiten von bis zu 1/4 Micron, und das in Serienproduktion.

  • Hallo Achim,

    je höher die Präzision , desto höher der Preis.

    Hallo Achim,


    der Erinnerung nach hatte vor vielen vielen Jahren ein Astrofreund in“ Sterne und Weltraum“ eine selbstgebaute Lösung mit industriellen Getrieben vorgestellt. Und das Gegengewicht der Deutschen Montierung durch Federkraft ersetzt. Also damit sind schicke Lösungen möglich, ohne jede Frage.


    Der Preis halt. Wenn industrielle Getriebe, mit hohen Stückzahlen dahinter, quasi aus dem Regal genommen werden können, dann könnten da wettbewerbsfähige Preise für uns herauskommen. Bei Montierungen in der Preisklasse kommen kaum Stückzahlen zusammen. Und den engen Markt wollen sich dann noch mehrere Hersteller aufteilen.


    Wir sind uns einig, je höher die Präzision, desto höher der Preis.


    Eines steht fest, mit den Getrieben gibts keine Schneckeneinstellerei mehr. Geschlossenes System. Robust.


    Ich bin mir noch nicht im Klaren darüber, wie in diesem Getriebe ein Periodischer Fehler entstehen könnte. Welche Frequenz könnte der haben? Ich vermute erstmal keine Relevanz in den heute üblicherweise eher kurzen Belichtungszeiten. Hast du eine Idee?


    Grüße, Reinhold

  • Was man nicht vergessen darf: Harmonic Drive ist keine Getriebe Art, es ist ertsmal primär ein Name.

    Ähnliche analogie zu Tempo ... ist auch nur ein Markenname und ein Papiertaschentuch


    Es fällt immer noch unter die Gattungs eines Wellengetriebe (Zykloidengetriebe oder Wavegetriebe usw. lassen wir mal außen vor)


    Das Patent bei der Fa. Harmonic Drive SE ist seit eingen Jahren ausgelaufen und somit frei zugänglich und zur Herstellung erlaubt.

    In diese Astro-Montierungen wird - denke ich - zu 100% kein original Harmonic Drive drin stecken, alleine aus dem Grund, weil bei HD die Lieferzeiten seit gut 2-3 Jahren im Bereich von 10-20 Monate pro Getriebe ist und in Preisregionen los geht, wo eher empflindlich ist bzw. bei ASI nicht funktionieren wird ... der Preis bei den anderen könnte noch in die Region passen.

    Somit werden dies alles Nachbauten sein. Was erstmal legitim ist und nichts verwerfliches daran ist.

    Jedoch das Umkehrspiel, die Steifigkeit und Lebensdauer ist um Faktor x größer bzw. geringer.

    Hier ganz entscheidend die Herstellung des verzahnten Topfes, welcher bei den meisten Nachbauten nicht gehärtet ist (max. vergütet) und somit unter erhötem Verschleiß liegt. Die Folgen dürften bekannt sein.

    Der Trend geht nicht zu erhöhten mech. Genauigkeit, Umkehrspiel wird softwareseitig durch die Regelelektronik in der Robotik ausgeglichen und gelöst - hier ist ein gewissen Spiel gewünscht um die Freiheiten in der Regelung zu ermöglichen (z.B. Dämpgung gehen mech. Schädigung).


    Freude an der Technologie haben, jedoch bitte nicht zu euforisch bzw. nicht alles in einen Top werfen. Oder ist ein APO = APO und alle gleichwertig weil von APO gesprochen wird und APO drauf steht ;)

  • Ein ähnliches Getriebeprinzip mit Stirnzahnrädern, ein Rad hat ein oder zwei Zähne weniger als das andere, wurde in


    Anton Staus, Fernrohrmontierungen und ihre Schutzbauten für Sternfreunde, München Uni-Druck, 1959


    aufgezeigt. Aber auch da die gleiche konstruktive Herausforderung beim Einsatz an der Deutschen Montierung und den üblichen Stativen. Der Durchmesser des Getriebes. Da gibts einfach ein Limit, sonst wird es nicht mehr transportabel. Und je größer der Durchmesser des Getriebes gewählt werden kann, um so einfacher gelingt Genauigkeit und Drehmomentbeherrschung. Der andere Weg, kompakt, geht in den Preis oder in die Toleranzen.

  • Sicher richtig, allerdings hat sich der Markenname Harmonic Drive für diese Art Getriebe etablieret...es sagt ja auch niemand " Hast du mal bitte ein Einweg-Papiertaschentuch ? :D


    Ich finde die Entwicklung generell spannend , und hoffe das da was gute bei rum kommt.


    Warum ? Weil ich das derzeitige Preis-Leistungs Verhältnis bei Montierung für absolut unterirdisch halte. Und dabei ist es egal ob ich eine Skywatcher , Celestron ( kommen ja eh aus gleichem Haus ) oder eine IOptron nehme. Ein hoch präzises Gerät für mehrer tausend Euro, bei dem mal als Beispiel viel benutze Gewinde in Alu Drukckguss geschnitten werden (Celestron) , schon mal Gewinde komplett fehlen ( Skywatcher) , sichtbare Kabel nicht mal mit Kablschläuchen geschützt werden ( Ipotron) ein Grossteil der Benutzer die Geräte erst mal umbaut, die Geräte nicht mal eine Minute vernünftig eine Position nachführen können, u.v.m.

  • Sicher richtig, allerdings hat sich der Markenname Harmonic Drive für diese Art Getriebe etablieret...es sagt ja auch niemand " Hast du mal bitte ein Einweg-Papiertaschentuch ? :D


    Ich finde die Entwicklung generell spannend , und hoffe das da was gute bei rum kommt.

    Alles gut und ja auch richtig, das passt schon so.

    Ich wollte nur schon mal anmerken, dass da was anderes drin stecken könnte/kann als das von was man redet - und vllt. auch gerne hätte weil man sich Datenblätter vom original anschaut und nicht anfangen von der idustralisierten Lösung und Produkt reden, wenn solche nicht drin steckt und auch nicht die Daten liefert, welche man dann gerne aus den jeweiligen Datenblätter zieht.


    Mir ist akt. 10x lieber ein (chinesisches) einstellbaes Schneckengetriebe, was rudimentär simpel und einfach ist, als irgendein Nachbau eines Wellegetriebes (aus china oder sonst wo), welches nicht einstellbar ist (sein wird) und weich sein wird bzw. ist..

    Jede mechanische Paarung benötig Spiel für eine Bewegung. egal erstmal wie groß/klein dieses Spiel (Toleranz) ist. Alles andere ist überdefiniert oder unter Vorspannung oder Verspannt ... ergo: Verschleiß unumgänglich und/oder normal und somit auch Lebensdauerbergenzt.


    Wenn du nach einem Tempo frägst und irgendetwas was danach aussieht wie ein "Tempo" bekommst, bist zwar happy, aber muss auch nicht förderlich sein und darfst dann auch nicht mit das gleiche wie ein original Tempo und dessen Eigenschaften (Datenblatt) erwarten.

  • Hallo zusammen,


    das Thema Nachführgenauigkeit ist ein Thema der Fotografen. Die dazu erforderliche Präzision ist historisch bedingt in den Teleskopantrieb und dessen Lagerung verlegt worden. Es ging nicht anders. Ist das noch zeitgemäß, wenn wir Sensoren in der Kamera mit Pixelgenauigkeit bewegen können?


    Genügte da nicht eine Grundgenauigkeit der Montierung, und den Rest übernimmt eine kameraintegrierte Chip-Nachführung oder Regelung?


    War es ist nicht eine Pentax-DSLR, die so etwas einführte? Pentax K-1 II


    Eine Entwicklung in diese Richtung wünschte ich mir.


    Und kleine kompakte, leichte Montierungen. Und wenn der Chip, zumindest kurzzeitig rotieren könnte, könnte die Montierung sogar Alt-Az sein.

  • Genau, die Pentax kann..zumindest kurzeitig, das Bildfeld virtuell rotieren . Es wäre natürlich theoretisch möglich, das Bildfeld auch länger auf diese Weise zu rotieren. Allerdings denke ich, das das Zusammenspiel das problem ist. Nachführung über die Montierung , und Feinjustage über den Chip hört isch aber interessant an.

  • Wirklich interessant (vom Gedanken) finde ich nur die kleinen HarmonicDrive-Mounts.
    In einer stationären Sternwarte hat man doch für eine entsprechende Große Optik auch Platz für
    eine große Equatoriale-Montierung oder eine große Alt-Az und nutzt einen BildfeldDeRotator???

    Und in mobilen Einsatz spart man hier bei einer HD-Mount auf die schnelle kanpp das halbe Montierungsgewicht :)
    (also eben genau die Gegengewichte :) )

    Ein Preis von ~5000€ bei Hobym/Rainbow will leider erstmal angespart sein... :(
    ...da ist das was ZWO ankündigt schon deutlich weiter bei den Amateuren die eine sehr transportable Montierung
    für etwa einen 6"-Newton o.ä. suchen...über ~2500€ entscheidet man leichter als über 5000€ :)


    In Sachen Langlebigkeit ...wegen des befürchteten Verschleiß...wird es bestimmt nicht zu dramatisch???
    Realistisch betrachtet hat das Jahr 13 Monde und um den Neumond je etwa 2Wochen mit ganz/teilweise dunklem Himmel.
    Im Sommer sind die Nächte kürzer als im Winter...Manchmal spielt auch das Wetter nich mit...Manchmal gibt´s Familie...
    Manchmal pass es auch mit der Arbeit nicht die 2te Nachthälfte zu nutzen...
    Unterm Stricht müsste der Verschleiß schon extrem sein um bei den (für die Meisten wenigen) wirklich optimalen Nächten
    dann schon nach kurzer Zeit zur unbrauchbarkeit zu führen :) ;) Aber dass muss die Zeit zeigen :)


    (hoffentlich)

    Clear Skies
    Christian

  • Hallo Beisammen,


    Guiding in der Camera ist die beste Lösung. Ich muss die Gelegenheit schnell für ein Loblied auf das alte SBIG AO nutzen. Da wird mit tilt-Planplatte der Strahlengang herum geschaukelt, Montierung läuft einfach frei mit, keine Hebelarme zu bewegen. Das ist bei meiner SBIG ST10 20Jahre so gelaufen und ich habe nie ein Leitrohr oder OAG angefasst. Einfach genial. Ich würde mir sooo wünschen irgendwelche modernen Hersteller würden mal so ein tilt-AO als ASCOM Guider bauen. SBIG hat leider nur seine captive Lösung, schade. SX hat mal was gemacht, aber scheint auch von niemand beachtet zu werden.


    Clear Skies,

    Gert

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