Schwerer Hexapod

[dr.benhur]

Hallo roboter freunde!

hab schon ca. zwei wochen lang in diesem forum rumgeschaut um mich ideen zu suchen für mein ersten bot. Habe auch grundelegende tests durchgeführt zum sehen ob das auch geht was ich mich vorstelle, bisher meistens mit positiven ergebnisse :cheesy:

Also, es soll eine herausforderung werden... mein ziel ist es ein hexapod so wie diesen hier (http://www.lynxmotion.com/images/hi-res/round02.jpg). Meiner soll aber von ein "on-board-pc" gesteuert werden um immer weiter entwickelt zu werden so dass er dann immer mehr sachen machen kann, evtl. auch irgendwannmal mit KI anzufangen \:D/ .

Leider habe ich noch ein paar unklarheiten bezüglich die mechanik. Ich möchte die beine mit servos bewegen, das ding wird aber schwer werden (akkus, pc, elektronik usw.) also weis ich nicht wie ich die beine aufbauen soll, evtl. mit 2 servos pro gelenk und nicht direkt sondern durch hebel (hier ist ein biespiel für ein fuss mit hebel, siehe fuss 2 (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=14112)). So muss nicht der servo den gewicht tragen sondern die gelenke.

Also, würde mich freuen über anregungen, tipps, ideen, critic, links, erfahrungen und alles was euch im sinn kommt!

Werde dann eine seite für den Hexapod machen, dann könnt ihr den verlauf meines neuen projekt mitverfolgen!

[UlrichC]

Meine KI wollte Dir folgendes Berichten...
Mit gösseren Servos kannst Du mehr Gewicht aufnehmen...
Die nächste Stufe währe Pneumatik ... für echte Monster Hydraulik.

Die Preisstaffel kenne ich nicht ;-)

[walddax]

Kennst du die Site hier?

http://www.frank-popp.de/index.html

Vieleicht findest du da Anregungen ;)

[dr.benhur]

Danke erstmals für eure Anregungen!

Nach nochmals vielen recherchieren, nachdenken und rumexperimentieren bin ich auf folgende Schlüsse gekommen:

Hydraulik bzw. Pneumatik: Zu teuer, Steuerung zu kompliziert und es ist sehr schwer es so zu machen das alles genau funktioniert.

Servos mit Hebel: Die Winkelberechnung wird durch die Hebel sehr kompliziert, dazu kommt das eine gleich bleibende Geschwindigkeit der Beinbewegung bei Hebel fast unmöglich ist -> eine Lösung wäre den Winkel nicht beim Servo zu messen sondern am gelenk, aber ich will nicht damit anfangen Potis an den gelenken zu basteln, das ganze wird dann zu unrobust und empfindlich....

... also ...

... bin ich zum Entschluss gekommen dass die beste Lösung die bekante Lynxmotion Lösung ist, und zwar die Servos direkt im gelenk reinbauen.

Das der Hexapod mit mehr gewicht auskommen soll, will ich zwei Servos pro gelenk benutzen bis auf den letzten gelenk, da benutze ich nur einen da die Anforderungen an diesen nicht so hoch sind.

Naja, und nach vielen Skizzen und Entwurfe bin ich folgende Version meines Hexapod gekommen (siehe Anhang)

Was haltet ihr davon? Kritik, Ideen, Anregungen?

Danke für eure Posts schon im voraus!

[walddax]

Sehr interessant, scheint auch sehr wendig zu sein O:)

[ProgDom]

Sieht auch sehr teuer aus, mit den ganzen Servos !

[Xericus]

Jo sieht toll aus! Hast ja dann bestimmt jede Menge Kraft im inneren Gelenk :D
Da jetzt so viele Leute nen Hexabot bauen werde ich demnächst auch mal ne 3D Zeichnung von meinem Vorhaben posten *gg* sagen wir mal der 100ste Beitrag wird dann Die Vorstellung :D

Und dr.benhur! Ich hoffe du hältst uns auf dem Laufenden :D. Bin schon sehr gespannt

mfg Xericus

[Lunarman]

Nun, die Servos sind sooo teuer nun auch wieder nicht. Bei Conrad 5€.Aber ob die das gewicht halten...

[themaddin]

Mit Sicherheit nicht!

[fabix]

@lunarman
die masse machts. aber für 5€ werden die wohl nicht das gewicht halten.

[ProgDom]

Weiß net, aber auf der Skizze sieht das wie 4-5 Servos pro Bein aus und bei sechs Beinen sind das 24 Servos. Das mal 5€ sind mal eben schnell schon 120€. Das Geld hätte ich net mal eben schnell über !!!

[dr.benhur]

Ich hab jetzt keine ahnung wie viel so ein hexabot am schluss wiegt aber die 5€-Conrad-Servos wären sehr am limit. Hab mal ne kleine berechnung gemacht mit ein paar servos (hoffe sie stimmt, wenn nicht bitte sagen):

Hier ist eine auflistung von verschiedenen servos und was sie so leisten:

CONRAD SERVO -> 28 ncm : 28*2 / 6.5 = 8.6 = ca. 860g pro bein

HITEC HS-325HB -> 36 ncm : 36*2 / 6.5 = 11.0 = ca. 1100g pro bein

HITEC HS-475HB -> 54 ncm : 54*2 / 6.5 = 16.6 = ca. 1660g pro bein

http://www.drbenhur.com/exposed/dbhbot/kraft.gif

Die servos alleine (also nur die servos ohne gerüst usw.) wiegen schon ca. 1,2 kg, also würden die conrad-servos nicht ausreichen. Diese berechnung ist allerdings für den sehr ungünstigen fall dass der bein im 90° winkel steht, aber der hexabot soll sich ja nicht am limit bewegen sondern auch ein bisschen reserveleistung haben z.B. für bessere geschwindigkeiten oder auch um gewichte mit ein greifarm tragen zu können oder sonstiges. Umso mehr desto besser, leider sind kräftige servos auch sehr teuer.

Ich denke es ist besser erstmal das gerüst zu bauen, um zu sehen was es zusammen mit alle komponenten insgesamt wiegt. Dann kann mann am besten entscheiden welche servos am besten geignet sind, schlieslich sind es 30 servos (!!!) und man möchte da keine fehlinvestition machen. Habe mir vorerst 5 von diesen conrad-servos gekauft um ein prototyp eines beines zu bauen. Dann kann ich auch grob das gewicht hochrechnen.

[Lunarman]

Hust... welcher verdammter Servo wiegt 1.2 kg?????????????????????????????

EDIT: Nun, opkay, ich geb 120€ aus... und bei den anderen? Das ist dann doch noch teurer, oder sterbe ich dumm????????????????????????????????????

[dr.benhur]

ich glaub ich hab mich falsch ausgedrückt... :-k

also... es sind 30 servos, jeder wiegt ca. 40g -> alle zusammen ca. 1,2 kg. Das gewicht ist also für alle servos zusammen, nicht einzeln. (Ich meinte mit dem "alleine" das nur die servos und nicht das gerüst usw. mitgerechnet sind im gewicht)

1.2 kg schwere servos :shock: ... so groß wird mein hexabot nun auch wieder nicht :cheesy:

[Roberto]

Hallo dr.benhur

Mir würden die doppelservos nicht so gefallen.
Kann mir gut vorstellen, dass die sich immer gegenseitig beeinflussen und dadurch viel Saft saugen.
Glaube das zwei Servos nie auch gleich sich drehen!
Würde dir eher für das Gelenk nur jeweils ein Servo vorschlagen und dieses dafür als ein stärkeres.

Z.B. so eins:
http://shop.lindinger.at/productdetail.asp?ProductID=24009&NextPage=%2FSearch%2Easp%3Freload%3DX%26name%3DX%2 6Pcode%3D%26description%3D%26Pbesnrlf%3D%26PPP%3D2 0%26SP%3D0

von hier z.B. hier:
http://www.sandbox.at/Hexapod/DieWilde13/index.htm

Ist nicht wesentlich teurer, hat Metallgetriebe und schaft 3,2 kg!

Als Gegenaktion zum Gewicht könnte man auch jeweils eine Feder einbauen, die die Servos unterstützt, das Gechicht nach oben zu drücken.

[dr.benhur]

Hallo Roberto!

Die idee mit dem federn finde ich gut! Lynxmotion macht das auch (siehe anhang)! Das problem ist aber dabei das wenn das bein angehoben wird mehr kraft gebraucht wird, also müssen die federn genau am gewicht angepasst werden, ansonsten bringen die federn kein nutzen.

Die idee mit dem doppelservos habe ich mir nicht selber ausgedacht. Lynxmotion macht das ebenfals (siehe nochmals anhang)! Der einzeige unterschied ist das bei mir die servos entgegengesezt laufen müssen. Ich denke aber dass ich das mit software gut lösen kann so dass die servo genau gleich laufen. Ich müsste das aber erst testen um es genau zu wissen.

Ein servo pro gelenk zu benutzen ist natürlich besser, aber mit 32 Ncm komme ich da nicht weit. Da sind sogar zwei 5€-Conrad-Servos stärker und günstiger (28+28=56Ncm für 10€).

[themaddin]

Also, zwei Servos an einem Hebel sind nicht das Problem. Habe ich auch schon gemacht. Allerdings sind beide vom gleichen Modell.
Wenn beide das gleiche Signal bekommen, funzt das einwandfrei. Würden die Gegeneinanderarbeiten würde man das ja hören.
Allerdings sind die Servos so angeordnet wie auf dem Bild von benhur.
(ALso nicht entgegengesetzt)

MfG
Martin

[Xericus]

Nun dr.benhur

Wenn du auf das Geld achtest, würde ich auch zu etwas teureren Servos greifen und nicht 2 billige nehmen! Wenn du weiterüberlegst brauchst du für mehr Servos eine aufwendigere Elektronik und das kostet noch mehr als ein Stärkerer Servo! Vom Aussehen her sieht 1 Servo wirklich besser aus als 2 und die Bewegungsfreiheit wird größer so wie es Roberto schon gesagt hat.

mfg Xericus

[dr.benhur]

Hallo Xericus!

Ich hab mir die ein-servo-methode nochmals durch den kopf gehen lassen. Diesbezüglich habe ich folgendes herausgefunden:

Ich brauche mindestens 70Ncm um die beine rauf und runter zu bewegen. Ich habe nach meherern servos gesucht und habe mal ein preis/kraft vergliech gemacht. Alle servos sind kugellgelagert und haben entweder metall oder Carbonite-Getriebe:

HS-625MG => 68 Ncm => 33,65 €
HS-325HB => 35 Ncm => 12,85 € >>> x2 = 70 Ncm für 25,7 €

und wenn mann mehr kraft braucht:

HS-945MG => 110 Ncm => 59,65 €
HS-475HB => 54 Ncm => 16,75 € >>> x2 = 108 Ncm für 33.5 €

Jetzt darf mann aber nicht den gewicht vergessen! Wenn nur ein servo pro gelenk benutzt wird, sind es anstatt 1,2 kg für servos nur 720 gramm!!! Da ist bei der 70Ncm-Variante die ein-servo methode deutlich besser! Wenn mann aber mehr kraft benötigt überlegt mann sich nicht ob mann auf die 480 gramm verzichtet um sich 26€ pro gelenk spart.

Technisch gesehen ist aber wie Xericus sagt, die doppel-servo variante nicht so toll. Also habe ich mir noch ein wenig umgeschaut und habe diese Jumbo-Servos gesehen. Der HS-805BB+ hat 240 Ncm!

HITEC HS-805BB+ -> 240 ncm : 240 / 6.5 = 36.9= ca. 3900g pro bein

Ich hab mal da ne skitze gemacht von ein bein mit Jumbo-Servos anstatt doppelservos. Ich bin aber immernoch unentschlossen... Die Jumbo-Servo variante schaut nicht so gut aus... naja evtl. die beine länger machen (leider weniger kraft aber mehr Bewegungsfreiheit ) oder evtl servos anders anordnen....

was meint ihr? besser doppel-servos oder ein jumbo-servo? wie würdet ihr den bein machen?

[ProgDom]

Ich weiß net, ob ich in der Schule net vllt. etwas schlecht bei Mechanik aufgepasst habe, aber ist es wirklich so, dass sich das Drehmoment einfach verdoppelt, wenn man zwei Servos verwendet ???

[Roberto]

Hallo dr.benhur

Hast Du das schonmal durchgelesen:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=14112&highlight=roberto

Bei den billigen Servos habe ich gemerkt (erster Versuch) das die ein bisschen schwingen, wenn da die Achse oben ist und keine Last drauf.
Darum war das auch ein bisschen besser mit der Feder.
Das hielt die Servos vom schwingen ab.

Zur Kraftausnutzung wäre sowieso ein System mit Hebel besser (2.Versuch)
leider auch ein bisschen aufwendiger..

[dr.benhur]

@Roberto: Ja, ich habs durchgelesen! Darauf habe ich ja angefangen ein paar test zu machen mit ein bein mit hebel. Die kraftausnutzung ist wie du sagst so am besten, leider ist es dan sehr kompliziert das ganze genau zu steuern bzw. die position des beines zu bestimmen (siehe mein zwieten post). Die sache mit der feder werde ich auf jeden fall noch anwenden... ist ne gute sache, danke für den tip!

@ProgDom: 1 servo mit 10 Ncm kraft, mit ein 1 cm langen hebel kann 1 Kg heben. Setze ich zwei von diesen servos zusammen kann ich demzufolge 2 Kg heben (jeder servo hebt 1 Kg), also verdoppelt sich die kraft bzw. das drehmoment

[Roberto]

Wenn die Steuerung mit dem Hebel schon schwer zu berechnen ist, wie ist es dann mit zwei gegeneinander verdrehten Servos ?

Probiere mal, zwei so zusammenzuschalten und zu steuern!
Und messe auch mal die Strommaufnahme wenn sie zusammen sind und wenn sie extra sind.

[Lunarman]

Hmm... passt mal auf. Sind die Servos eigentlich sozusagen zusammen oder hintereinander? Denn wenn sie hintereinander sind, hebt der erste (vom Robi aus) die ganzen 2 kg! Aber wenn sie zusammen sitzen, muss einen das nicht interessieren...

P.S.: Tut mir Leid, aber mit der Skizze kann ich nichts anfangen...

[Xericus]

Warum muss es immer ein MG sein? Ich habe für mein Projekt keine MG -Servos verplant! Kommen ja keine ruckartigen Stöße auf das Getriebe, warum soll es dann auch kaputt werden? Oder hast du vor, dass der Hexabot über Stock und Stein hüpfen soll und vom Ersten Stock des Hauses in den Keller? Wie schon gesagt! Der 100ste Beitrag von mir wird meine Projektvorstellung und dann kannst mir auch mal Tipps geben, vielleicht hab ich bei mir ja auch was übersehen :D

Ich geb dir nur mal den Tipp: Die Graupner C-5077 Servos sind sehr robust (haben auch frontalzusammenstöße beim Verbrennerbuggy von mir ausgehalten). 50Ncm Drehmoment bei 4,8V! Wenn du die mit 6V betreibst heben sie um einiges mehr! Kommt halt auf den Abstand an, den ich bei dir leider nicht weiß (entweder er wurde noch nicht gesagt oder ich hab es überlesen)!

mfg Xericus

[CNC]

also das mit der Verdoppelung der Momentenwirkung stimmt zwar rechnerisch, jedoch wird sich praktisch bei einem der beiden Servos eine geringere Belastung einstellen (Ungenauigkeiten bei der Zahnradherstellung, Messungenauig. Bei Doppelanordnung lieber Einzeltragfähigkeit * 1,6 rechnen. (das sagt die Lehrmeinung, praktisch kann's wirklich 1-2 sein, ist aber eher reiner Zufall was gerade zutrifft!).

[HannoHupmann]

Die lieben Serovs sind bei allen Hexaboden das Grosse Problem.

Da ich gerade meinen zweiten Baue kenn ich das zur genüge. Am Anfang hab ich mir auch überleg einen Runden als zweiten zu bauen, es aber gelassen, weil ich vorn einen Greifarm dran haben wollte und das geht bei 3 links 3 rechts am Besten.

Neben dem Problem mit der Kraft bekommt man noch ganz andere.
Der Schwerpunkt muss sehr gut mittig liegen weil der Bot sonst dauernd kippt.

Die Beine müssen exakt gesteuert werden, da wirkt sich Spiel und parasitäre Eletronische Effekte äußert fies aus.

Servos hast du dir schon durch gerechnet da geb ich keine Tipps mehr.

Ich weis nicht was du an Nutzlast transportieren willst und wie lange der Roboter später mal rumlaufen soll. Wenn da ein Laptop drauf soll wird das Teil auch recht gross werden.

[HannoHupmann]

========== ACHTUNG FEHLER ============

In deinen Überlegungen bzg. der Servos ist ein FEHLER drin.

Du gehst davon aus, dass du die Kniegelenke einfach gerade auf den Boden stellen kannst und deswegen auf diesen kein bzw. kaum Gewicht liegt.

FALSCH

Die Knie sind immer leicht schräg bzw. das hinteste Bein erzeugt den Vortrieb nur durch drehen um diese Achse. Schau dir mal den Laufalgorithmus von Lynxmotion für Sechseck Hexabots genau an:

Guckst du hier http://www.lynxmotion.com/images/video/eh3r04.mpg

Wenn die Servos immer senkrecht bleiben, dann kannst du dich höchstens im Kreis drehen.

Ergo brauchst du um nicht nach unten wegzubrechen (sprich die Beine Rutschen aufgrund des Gewichts nach aussen, oder innen) mehr Kraft in diesen Gelenken. Auf alle 3 Beine beim Bewegen die gesammte Last des Bots. Damit müssen diese mindestens genauso stark sein wie die Schultergelenke.


========== ACHTUNG FEHLER ============


PS: Für die Drehgelenke in der Hüfte brauchst du überhaupt keine so starken Servos, die halten so gut wie keine Kraft sondern drehen nur das Bein.