Project IRES - Hexapod Helios

[ikarus_177]

Hi,

ich möchte hier mein derzeitiges Projekt IRES vorstellen. IRES steht für "intelligent robot exploration system", also ein autonomer Roboter zur Erkundung von Terrain. Zumindest war das die Zielsetzung des Bots, als ich mit dem Projekt angefangen habe. So wurde mein erster Roboter entwickelt, ein CCRP5, der mit einer RN-Conrol "aufgewertet" wurde (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=38357, und auch schon relativ bald seine ersten Runden zog. Danach wurde das Einsatzgebiet des Bots etwas erweitert. Er soll nun auch bestimmte Tätigkeiten im Haushalt verrichten, also z.B.: den Rasen mähen etc. Das machte aber die Entwicklung eines neuen Roboters notwendig, da der Alte mit diesen Aufgaben in Puncto Größe und Leistungsfähigkeit hoffnungslos überfordert gewesen wäre.
Nach langer Planungs/Umplanungsphase habe ich nun (endlich) die ersten Arbeitsschritte beim Bau meines neuen Roboters verrichtet. Wie man am beiliegenden Foto unschwer erkennen kann, soll einmal (in weiter Zukunft ;-) ) ein Hexapod entstehen. Das erste Bein wurde bereits fertiggestellt, als nächstes wird am Wochenende (und in den Sommerferien, juhuu \:D/ ) der Körper fertiggestellt sowie das Bein mit einem Gegenlager versehen. Nach einigen Tests bezüglich Stabilität werden dann die verbleibenden 5 Beine gefertigt.

http://mitglied.lycos.de/ires/images/Hexa.jpg

Am Fusspunkt der Beine, also da, wo der Roboter schließlich den Boden berührt, sollen noch 2 Bohrungen eingesetzt werden, die es ermöglichen sollen, verschiedene "Fußspitzen" aufzusetzen, z.B.: eine für den Innen - sowie den Outdoorbereich.

Die Elektronik ist weitgehend modular geplant, das ermöglicht später eine leichte Aufrüstung und Aktualisierung von Komponenten.

So, das wars erst mal von mir.


Viele Grüße
ikarus_177

[Bluesmash]

sieht schön aus bis jetzt :) mich würde intressieren welche servos du da verbaut hast.

gruss bluesmash

[ikarus_177]

Hi Bluesmash,

das sind die MG995 von TowerPro.

Viele Grüße
ikarus_177

[Hellsing]

Da du die selben Servos verbaust währe ich für ein Feedback dankbar wenn sie laufen bezüglich des Zitterns oder der Übersteuerung.

MFG Hellsing

[ikarus_177]

Hi,

ich habe die Servos bis jetzt nur mal kurz am RN-Control einem kurzen Funktionstest unterzogen. Die Servos wurden dabei in kurzen Schritten vom linken zum rechten Anschlag gedreht und danach "in einem Zug" wieder zurück. Dabei ist mir eigentlich keine nennenswerte Übersteuerung aufgefallen, lediglich beim Richtungswechsel kam es zu einer wirklich minimalen Übersteuerung, die mir erst nach dem dritten Mal aufgefallen ist. Vom Zittern habe ich allerdings auch nichts gemerkt, obwohl keine Pufferkondensatoren oder ähnlichen vorhanden war. Hat mich ehrlich gesagt selber etwas verwundert. Ich testete allerdings nur zwei der Servos auf Herz und Nieren, die anderen mussten sich mit einem Schnelltest zufrieden geben. Allerdings denke ich, dass wenn Zittern auftreten sollte, dieses durch ausreichend dimensionierte Pufferkondensatoren relativ gut eliminieren lässt. Allerdings ist die Stromaufnahme schon ziemlich hoch, beim Festhalten des Servohorns während des Durchlaufes traten schon Spitzen von 2A auf.

Wie gesagt, ein ausführliches Feedback kann ich dir erst nach dem Einbau aller Servos sowie der Elektronik geben.


Viele Grüße
ikarus_177

[Hellsing]

Trotzdem danke! Gut zu wissen das sie brauchbar sind.

Und thx für die Info des benötigten Stromes, ist schon sehr Heftig wenn man es nicht weiss und sie über dünne Leiterbahnen gibt ...

[ikarus_177]

@Hellsing: Noch ein Nachtrag zu den Servos: Schau dir mal MeckPommER's Bot an, er verwendet auch die selben Servos und sein Bot ist so ziemlich das Beste, was ich bis jetzt zu dem Thema gefunden habe.

Viele Grüße
ikarus_177

[ikarus_177]

Hi,

ich hab mich mal mit der Kommunikation der einzelnen Conroller auseinandergesetzt. Nur weiß ich noch nicht, ob ich die Daten seriell (I2C), parallel oder komplett mit einem eigenen Protokoll, das die zu sendenden Daten in Impulse einer bestimmten Dauer aufmoduliert und so sendet.

Könnt ihr da irgendwelche Empfehlungen/Alternativen abgeben?

Viele Grüße
ikarus_177

[sloti]

Hi,

schönes Projekt, aber habe ich es richtig verstanden, dass du mit dem Hexabot den Rasen mähen willst? Das wäre ja mal was komplett Neues, zumindest hab ich sowas noch nie gesehen.

mfg
Erik

[ikarus_177]

Hi,

das ist so als "I-Tüpfelchen" gedacht, wenn der "normale" Hexapod einmal funktioniert. An der Vorderseite soll einfach eine bewegliche "Plattform" befestigt werden, die mit Rädern am Boden aufliegen soll, um dem Bot keine zusätzliche Last aufzubürden und einen geraden Schnitt zu gewährleisten. Da soll dann einfach ein Motor angebracht sein, mit einer Nylonschnur, wie sie auch in Rasentrimmern Verwendung findet. Danach müsste der Bot nur schön auf und ab marschieren und würde so den Rasen mähen.

Und da das Projekt eher als Langzeitprojekt gedacht ist, kann man ruhig mal vorausplanen \:D/

Viele Grüße
ikarus_177

[WDragon91]

Hi ikarus, kannst du vielleicht noch mehr Bilder machen?

[ikarus_177]

@WDragon91: ich werde morgen den ersten Fuß mit einem Gegenlager versehen und den Körper fertigstellen. Dann kann ich auch noch mehr Fotos posten.

Von welchem Bereich würden dich denn die Fotos interessieren?


Viele Grüße
ikarus_177

[ikarus_177]

So, hier sind die Fotos vom aktuellen Stand:

http://mitglied.lycos.de/ires/images/IRES1.jpg

Gesamtansicht des Roboters (Das Lineal hat eine Länge von 17cm)


http://mitglied.lycos.de/ires/images/IRES2.jpg

Detailaufnahme des ersten Fußes. Die Bohrungen am Unterschenkel sollen später zur Befestigung der verschiedenen Fußspitzen dienen.


http://mitglied.lycos.de/ires/images/IRES3.jpg

Detailaufnahme des Gegenlagers. (Die Kratzer am oberen U-Profil werden später noch wegpoliert 8-[ )


Viele Grüße
ikarus_177

[BastelWastel]

Wie schwer wird denn das gute Stück.
Das schaut nach nem dicken Brummer aus ^^

[WDragon91]

Hi ikarus genau solche Fotos wollte ich sehen, vielen Dank. Mit was für Werkzeugen arbeitest du? Mit einem einfachen Akkuschrauber oder hast du eine Tischbohrmaschine, die Bohrungen sehen sehr gut aus. Damit hab ich immer meine Probleme^^

[ikarus_177]

Hi,

da ich gerade dabei bin, das erste Bein zum mindestens fünften Mal auseinanderzunehmen und wieder zusammenzusetzen und ich gerade kein Spiegelklebeband mehr im Hause habe, steht momentan die gesamte Fertigungsstraße ;-)

Also,

@BastelWastel: Der Körper hat ein Gewicht 880g, ein Bein 330g. Das macht dann bei 6 Beinen ein Mechanikgesamtgewicht von 2,86kg. Die Daten der verwendeten Servos kennt niemand so genau, bei den Händlern wird eine Stellkraft von 110-150 Ncm angegeben. Das würde bei einem Hebelarm von 8 cm im WorstCase (Stellkraft 110 Ncm) ein maximales Gewicht von 4,125 kg ausmachen, hierbei sind aber nur drei Beine am Boden. Das Gewicht dürfte also nicht der entscheidende Faktor sein^^

@WDragon91: Ich verwende zum Ablängen der Alu-Profile eine kleine Flex, zum Bearbeiten der Schnittkanten verwende ich eine Bandschleifmaschine mit Holzschleifpapier. Die Bohrungen mache ich mit einer kleinen Tischbohrmaschine.


Viele Grüße
ikarus_177

[Bluesmash]

ist wirklich schön gearbeitet! die Aluprofile gefallen mir gut :)

Wie hast du die Gegenlager gebaut? ein paar detailaufnahmen würden mich intressieren :)

gruss bluesmash

[WDragon91]

Ja das sieht man :-) Tolle Arbeit mach weiter so.

[ikarus_177]

@Bluesmash: ich habe einfach im U-Profil, in dem die Servos sitzen, gegenüber des Servohorns ein Loch gebohrt und eine Hohlniete durchgesteckt.

http://mitglied.lycos.de/ires/images/hohlnieten.jpg

Fürs Hüftgelenk verwende ich die etwas stärkeren linken Hohlnieten, fürs Knie- bzw. Fußgelenk tuns auch etwas schwächere.

Im Baumarkt gibts ja diese Möbelgleiter:

http://mitglied.lycos.de/ires/images/moebelgleiter.jpg

Die werden eigentlich auf Sessel- bzw. Tischbeine eingeschlagen, um erstens den Boden nicht zu zerkratzen und andererseits eine leichtere "Verschiebbarkeit" zu gewährleisten.

Ich habe einfach den Nagel ausgeschlagen, das entstandene Loch etwas ausgebohrt, und schon lässt er sich bequem von oben auf die aus dem Alu - Profil hervorschauende Hohlniete setzen. Den Möbelgleiter habe ich dann noch mit etwas Spiegelklebeband und einem kleinen Schauben am oberen Aluprofil fixiert.

Hält eigentlich ganz gut.


Viele Grüße
ikarus_177

[ikarus_177]

So, nach langer Zeit gibts mal wieder was Neues zu vermelden.

Die "Errungenschaften" der letzten Zeit:

-alle Beine wurden zusammengeschraubt, aber noch nicht am Körper montiert (damit mechanisch komplett fertig).

-Spannungsmodul ist gestern fertig geworden, alles funktioniert wie gewünscht:

http://mitglied.lycos.de/ires/images/spannungsmodul.jpg

Damit kann der Bot nun die Betriebsspannungen überwachen, falls die Spannung unter einen Grenzwert abfällt, schreit er ;-)
Der Lüfter ist über PWM steuerbar, die Drehzahl ergibt sich aus der aktuellen Temperatur des NTC's gleich neben den Spannungsreglern.

-Das Bedienpult wurde ebenfalls schon vorgefertigt, allerdings fehlen zur Zeit noch die notwendigen M2 Schrauben zur Befestigung des 128x64 gLCD.

Zur Zeit warte ich noch auf eine Sendung Buchsenleisten von CSD, damit ich die Hauptplatine fertigstellen und dem Bot endlich seine Beine spendieren kann.


Über Rückmeldungen/Kritik freue ich mich natürlich!


Viele Grüße
ikarus_177

[ikarus_177]

Hi,

heute hab ich (endlich) alle sechs Beine montieren können, sowie die Servos testen.

Da bekanntlich Bilder mehr als tausend Worte sagen, erstmal eine kleine Fotostrecke:

http://mitglied.lycos.de/ires/images/vergleich_rp5.jpg

Die fertige Mechanik im Größenvergleich mit dem guten, alten RP5...

http://mitglied.lycos.de/ires/images/servomodul.jpg

Hier sieht man im Vordergrund das erste von drei Servomodulen zur Ansteuerung der Beine. Auf einer Platine sitzen 2 ATMega32 @ 16 MHz, ein Controller ist für die Ansteuerung sowie die Berechnung eines Beines verantwortlich.
Beim Testen hab ich (erfreulicherweise) festgestellt, dass ein Bein (nämlich das linke mittlere) von der Kraft her in der Lage ist, den Bot auf einer Seite aufzuheben, und der wiegt immerhin 3,2 kg.

http://mitglied.lycos.de/ires/images/bedienpult.jpg

im hinteren Bereich wird dieses Bedienpult befestigt. Man kann die Stromversorgung der Controller sowie die der Servos getrennt aus - und einschalten, die 4 unteren Taster sind für die Bedienung des Displays gedacht, welches in der Ausnehmung seinen Platz finden wird.


soweit das neueste ;-)

Habt ihr Anregungen/Kritik? Was könnte man besser machen, was gefällt?


viele Grüße
ikarus_177


EDIT: ich hab noch ein Video der "Liegestützen" gemacht, falls gewünscht, kann ich es hochladen.

[WDragon91]

Wow das sieht echt super aus. Klar lad es hoch!

[ikarus_177]

Also das (relativ kurze) Video findet sich hier (http://rapidshare.com/files/134823179/Roboter.WMV.html)

... Qualität und Lichttechnik sind halt nicht unbedingt das gelbe vom Ei ...

Viele Grüße

[ikarus_177]

Hi,

ich hol den Thread "mal wieder" aus der "Senke", da es erste (kleine) Erfolge zu vermelden gibt.

Hier erst mal eine Gesamtaufnahme vom Roboter (er hat jetzt übrigens auch einen Namen: Helios, nach dem griechischen Sonnengott) im Anhang.

Das Bussystem nach dem Vorbild von MeckPommER's Marvin funktioniert jetzt wie geplant, dass heißt, die Controller können untereinander Daten austauschen, was ja Grundvorraussetzung für das weitere "Gedeihen" der Software ist. Einiges wurde erneuert bzw. verbessert, so habe ich zum Beispiel das Netzteil des Roboters mit Schaltreglern neu aufgebaut, um Energie zu sparen. So verbraucht die Elektronik nun ca. 150mA, zum Vergleich: das "alte" Netzteil schluckte noch so um die 230mA, der Neubau hat sich also durchweg gelohnt, denke ich.

Die "Firmware" des Netzteils ist ebenfalls schon fertig, der AtMega auf der Platine überwacht die Temperatur an 3 verschiedenen Stellen am Netzteil und regelt den Lüfter per PWM, sodass es den Bauteilen nicht zu heiß wird. Außerdem werden die Spannungen des 2s bzw. 3s LiPo - Akkus gemessen, sowie bei Unterspannung gewarnt.

Zur Zeit sitze ich an der Kinematik, das "Gedankengebäude" steht schon, und muss "nur" noch in Bascom umgesetzt werden...

Im Nachhinein fallen einem so viele Dinge ein, die man besser/effektiver/schöner hätte lösen können (das hab ich selbst am Anfang nicht geglaubt ;-)), so hab ich mir für die zweite Version von Helios vorgenommen, eine stablilere Gegenlagerung ohne Acrylglas zu bauen, sowie die Platinen nach und nach auf SMD "umzurüsten" (ich bekomme von meinem Onkel ein altes Ätzgerät, und dann wirds so richtig interessant ;-)).

Also, noch viel zu tun! Ich denke, bei einem Projekt dieses Umfangs kann man gar nie fertig werden ;-)


Wie gefällts euch denn so? Kritik, Anregungen wie immer erwünscht ;-)


Viele Grüße
ikarus_177

[vohopri]

Hallo Philipp,

da hast du ein tolles und recht umfangreiches Projekt auf die Beine gestellt. Handwerklich arbeitest du sehr sauber.

Welche Flex und welche Scheibe verwendest du? Welche Körnung verwendest du beim Schleifpapier?

Wie lange werden die Servos das mit machen, dass sie als tragende Lager verwendet werden? Das kann zu Ausfällen führen.

Die Beinelemente verwinden sich, weil sich die langen Schrauben (oder Gewindestangen) biegen. Ein Verbesserungsvorschlag gegen dieses Problem: lass die Muttern auf der Innenseite weg und fädle auf der langen Schraube auf: Eine Beilagscheibe, ein Stück 8mm Alurohr mit passender Länge als Distanzhülse und nochmals eine Beilagscheibe. Beilagscheiben sind nötig, weil Alu für Punktbelastungen zu weich ist. Wenn das noch nicht hilft, kann man die Verbindungen noch an den Rand der Rahmen verschieben, wo sie statisch wirksamer sind.

Die "Zehentaster" sind wahrscheinlich auch mit der hohen mechanischen Belastung auf Dauer überfordert. Da könnte man auch noch einfach Abhilfe schaffen.

Besonders gut gefallen mir noch: Rahmen auf Gehrung, die Busplatine, das Montage- und Testgestell.

Weiter so, grüsse,
vohopri

[ikarus_177]

Hi vohopri,

danke sehr für die Rückmeldung!


Welche Flex und welche Scheibe verwendest du?
Das ist eine ganz normale, billige Einhandflex mit ca. 500W. Ich weiß jetzt nicht, obs für Flexscheiben eine besondere Klassifizierung gibt, ich weiß nur, dass die Scheibe ca. 10cm im Durchmesser hat und ca. 1mm stark ist ;-)


Welche Körnung verwendest du beim Schleifpapier?
ich verwende eine "pseudo-Bandschleifmaschine" mit verschiedenen Körnungen, meistens aber 80er Papier.


... als tragende Lager verwendet werden?
Ich habe die Servos mit einer Gegenlagerung versehen: eine Hohlniete ragt gegenüber der Drehachse des Servos aus dem Alu-Profil heraus. Darauf befindet sich eine Acrylglas-Scheibe mit ca. 5mm Stärke (die Niete kommt in ein Loch im Acrylglas). Der Kunststoff wird dann noch mit einer kleinen Schraube am darüberliegenden U-Profil fixiert.

Kann sein, dass ch als "Leib-und-Seele-Elektroniker" den Begriff "tragende Lager" jetzt völlig falsch interpretiert habe, für mich hört sich dass nämlich nach einer fehlenden Gegenlagerung an...


Die Beinelemente verwinden sich ...
Die Elemente sind erstaunlich stabil (ich führe dass jetzt mal auf die Gegenlagerung zurück?), da ist eigentlich die Lagerung des Hüftservos das schwächste Glied...

Für das "Zehentasterproblem" hab ich schon eine Lösung parat =P~. Ich wollte einfach auf der Rückseite des Aluprofils des Unterschenkels ein stumpfes Stück Alu (Flachmaterial) so befestigen, dass es genau so weit nach unten ragt, wie der Taster, wenn er betätigt ist. Würde das den gewünschten Effekt haben?


Herzlichen Dank für die Anregungen!

Viele Grüße
Philipp

[vohopri]

Hallo nochmals:

Danke für die handwerkliche Info.

Gegenlager hast du, das habe ich gesehen und das reduziert schon einmal die Belastung. Aber trotzdem erfüllt das Servo auf einer Seite eine tragende Funktion. Das ist immer noch eine ausserordentliche Belastung. Man wird sehen, wie lange das hält. Die nächste Stufe der Entlastung wäre, dass da zwei Lager unabhängig vom Servo vorhanden sind, und das Servo über Zahnrad oder Gestänge das Gelenk bedient. In dem Fall kommt nur mehr ein Teil der Kräfte aufs Servo und dieser Teil kann durch eine Übersetzung (durch die Zahnräder oder durch die Hebellängen im Gestänge) nochmals reduziert werden.

Wenn es da keine Verwindung in den Beinelementen gibt, ist es eh in Ordnung. Auf manchen Fotos hat es nach sich biegenden Schrauben ausgesehen, aber da kann mich auch die Perspektive getäuscht haben. Wäre da eine Verwindung gewesen, würde das dazu führen, dass unnötig viel Kraft die Servos belastet.

So ein Flachmaterial, dass den Tasterweg begrenzt, das hilft da schon. Das wäre nichts fürs raue Gelände, aber für glatte Böden gut ausreichend.

grüsse,
Hannes

[goara]

sehe ich das richtig, dass jedes bein einen eigenen controller hat ??
wozu ist das gut ?? bzw sind die nicht etwas überpropotioniert ??
und wie wird das ganze zentral gesteuert ??

[ikarus_177]

Hi goara,


sehe ich das richtig, dass jedes bein einen eigenen controller hat ??
ja, dass siehst du richtig, und das ist auch (ziemlich) überproportioniert. Als ich mit dem Bau angefangen habe, konnte ich mir noch kein so genaues Bild von der Leistungsfähigkeit der Controller machen, ich hab daher zur Sicherheit einfach mehr genommen, als notwendig.

Im Frühjahr bis Sommer werden aber die Platinen neu geätzt und in SMD überarbeitet, dann werde ich einen Controller pro Beinpaar nehmen, ein Controller pro Bein ist wirklich zu viel des Guten ;-)



und wie wird das ganze zentral gesteuert ??
Dafür ist die "Grundplatine" gut, auf der die einzelnen Platinen gesteckt sind. Da verlaufen die Busleitungen für das IK sowie das Hauptbussystem. Die Controller bekommen über den Bus die Kommandos vom Master "zugestellt".


Viele Grüße

[goara]

finde das mit dem controller pro bein eigentlich ne feine sache ( insakten haben auch sowas in der art also kann es nicht falsch sein :) aber ein atmega8 oder so sollte es dafür tun.
Ansonsten sieht das doch fein aus, bin gespannt wies weitergeht...

[ikarus_177]

Hi,

naja, ein Mega8 hätte wahrscheinlich etwas zu wenig Speicher für die ganze IK und dem Drum und Dran, aber ein M16 dürfte eigentlich ausreichen...

naja, werden sehen, was die Zukunft bringt ;-)

Viele Grüße

[MeckPommER]

Hi Phillip!

Hey, Helios sieht ja richtig gut aus! Handarbeit vom Feinsten, großes Lob!
Was wiegt dein Bot, wenn ich fragen darf?

Ich hatte in Marvins Version 2 auch einen Atmega32 pro Beinpaar. In Version 3 ist nun ein Atmega128 für alle 6 Beine zuständig und das ist schon echt hart an der Grenze des Machbaren.
Die Version 4 wird intelligentere Beine mit einem kleinen µC haben und somit den Haupt-BeinController entlasten. (und dann jenseits der 6 Kg liegen *schluck*)

Erstaunt bin ich über dein Bussystem. Hast du extra für die IK einen eigenen Bus vorgesehen? Ah, ich sehe grade ... hast du deswegen auf jeder Controllerplatine 2 µC drauf, weil eines nur für die Kommunikation auf den Bussen zuständig ist?
Interessante Lösung, berichte mal über deine Erfahrungen damit.

Gruß und *daumenhoch*
MeckPommER

P.S.: aber es stimmt schon ... man findet immer etwas, was man besser machen kann. Mein Projekt endet, wenn ich ins Holzzimmer umziehe ^^. Ich habe einen kleinen Zettel, auf dem ich mir immer Stichpunkte mache, was an einer neuen Version anders und besser werden soll. Aber ich lasse mir mit neuen Versionen lieber Zeit, damit man mit der aktuellen Version so viele Erfahrungen wie möglich sammeln kann.

[ikarus_177]

Hi MeckPommER,

ein solches Lob aus deinem Munde zu hören, ist schon ein gewaltiger Ansporn für mich ;-)

Helios wiegt jetzt (ohne Akku) etwas über 4kg *schluck*.

Jup, meine "Basisplatine" beherbergt 2 Bussysteme. Eines für die IK (hier hängen alle 6 Beincontroller sowie der Master des Subsystems dran) und eines für die anderen Platinen, die noch folgen werden. So kann sich der Master des Subsystems mit seinen "Untertanen" unterhalten, ohne den Hauptbus zu stören. Auch die Kommandos für die Bewegungen müssen so nur von "Master zu Master" gesendet werden, was ebenfalls Zeit einspart. Außerdem können so (irgendwann mal) auch Rückmeldungen der Beincontroller an den Master erfolgen bzw. auch spezielle Anweisungen vom Master (etwa: "Achtung, da kommt ein Hinderniss, setze deinen Fuß 5cm nach rechts" ;-)), ohne dass sich der "Hauptmaster" darum kümmern muss. Natürlich noch Zukunftsmusik, aber man soll sich ja stets alle Möglichkeiten offen halten...


... hast du deswegen auf jeder Controllerplatine 2 µC drauf, weil eines nur für die Kommunikation auf den Bussen zuständig ist?
Nein, pro Platine sitzen nur die beiden Beincontroller für die jeweiligen Beinpaare.


Viele Grüße
Philipp


EDIT:


DEMO/BETA only supports 4096 bytes of code,
jetzt wird wohl doch die Vollversion fällig werden ... :frown:

[ikarus_177]

Hi,

es ist geschafft! Nachdem die IK ans Bussystem angebunden, alle Servos kalibriert und die Software des Masters geschrieben wurde, stand Helios heute zum ersten Mal auf seinen sechs Beinen.

Ein kleines Video dazu: http://www.youtube.com/watch?v=fCTxFVht_-M

In den nächsten Tagen werde ich versuchen, dem herrschenden Chaos der Kabeln Herr zu werden :-/, und Helios wirklich zum Gehen zu bewegen...

Lob, Kritik... immer her damit ;-)

Viele Grüße

[MeckPommER]

Für den Anfang echt prima ... bin gespannt darauf, die IK in Aktion zu sehen. Aber vor allem erstmal ein dickes, fettes Lob für den sauberen Aufbau. Das Ding sieht - das muss dir der Neid lassen - von der Mechanik her wesentlich sauberer aus, als Marvin :-)

Gruß MeckPommER

P.S.: vielleicht kann ich ja auch bald mal wieder ein Video machen, das Marvins neue Funktionen zeigt ... so als Motivation :)

[ikarus_177]

Hi,

ich schiebe gleich mal Helios' erstes Laufvideo nach ;-)
http://www.youtube.com/watch?v=KYA_v1tJKy0

Zwar noch etwas ungelenk und langsam, aber ein Schritt in die richtige Richtung, wie ich denke.

An den Drehungen arbeite ich noch, da gibts noch Unstimmigkeiten. Zu deren Bereinigung wäre ein Motivationsvideo sicher nicht von Nachteil ;-)


Viele Grüße

[Bluesmash]

juhui wieder einmal ein funktionierender Hexa mit IK :)
Sieht wirklich schon sehr gut aus! und ich weiss aus eigener erfahrung wieviele stunden es braucht bis man soweit ist!
ich muss endlich auch wieder einmal an meinem hexa weitermachen...

@MeckPommER
Über ein neues Video von Marvin würden sich sicher alle Hexabauer hier freuen :)

gruss Bluesmash

[MeckPommER]

Sehr sauber, diese Bewegungen, große Klasse! Es ist wirklich ein Augenschmaus, deinen Hexapod gehen zu sehen. Langsam mag er vielleicht sein, aber ungelenk? Nö! Und das mit den drehungen packst du auch noch, da habe ich absolut keine Bedenken, wenn es auch etwas knifflig ist.
Mein Bot rechnet dafür stets mit zwei Koordinatensstemen: ein globales Sytem, welches ihm seine absolute Position und Winkel relativ zum Startpunkt gibt, und ein lokales System, welches für die Zielpunkte der Beine zuständig ist.

Tja ... öhm ... ein neues Video ... *räusper* ... also Zeit wäre es ja wirklich mal *hüstel* momentan bin ich an neuen Beinen, und das wird sicherlich noch mindestens ein halbes Jahr dauern. Bevor ich damit angefangen habe, habe ich allerdings einiges Neues umgesetzt. Doch durch die Komplexität von Marvin und die Fülle von Neuerungen, sind einige Funktionen bisher softwaremäßig nur rudimentär vorhanden (obwohl ein weiterer Ausbau nicht schwierig, sondern nur zeitaufwändig wäre).

Marvins Laser-Entfernungssystem ist im Bereich von unter 70cm sehr genau. Dieses System hatte ich in Angriff genommen um autarkes Treppensteigen irgendwann(!) zu ermöglichen. Bei Entfernungen von unter 50cm ist es auf 1-2 Millimeter genau. Da der messende Kopf allerdings über diverse Servo - mit entsprechendem Versatz den Benzugspunktes - gesteuert wird, ist die Berechnung des absoluten Zielpunktes im IK-System etwas aufwändiger und dafür fehlt mir momentan ein wenig Ruhe und Muße.
Auch neu ist das GPS-System, welches eine absolute Position, Satellitenpositionen und eine genaue Uhrzeit liefert. Dieses Modul ist auch einzeln verwendbar, kann mit einem Display auch ohne Marvin betrieben werden und Daten in einem EEPROM sichern.
Ferner gibt es mittlerweile eine drahtlose Funkverbindung zu einem PC. Per PC können so Bewegungsbefehle gesendet werden und Bilder der Kameras auf einen PC übertragen werden. Ausserdem können GPS- und Statuswerte, wie z.B. Akkuspannungen an den PC übertragen werden.

Das alles aussagekräftig in einem Video festzuhalten ... das wird leider noch dauern :-( Meine Kids sind momentan in einer Phase, in der sie Papa nicht sehr viel Zeit übrig lassen. Aber dafür aktualisiert sich deren Software automatisch und wird Monat für Monat interessanter :-))

Gruß MeckPommER

[ikarus_177]

Hi,

danke für das Lob! =P~

Meine Pläne für die Zukunft sehen ungefähr so aus: zuerst die IK mitsamt Drehungen und allem was dazugehört fertig stellen (und einigem Experimentieren zwecks "optimaler Schrittsequenz" ;-)), danach wird der Bot mit Sensoren bestückt.
Wenn auch das funktioniert, plane ich eine Art "Basisstation" zu basteln, per COM-Port an den PC anschließbar und mit IR-"Funk"verbindung zu Helios.

Aber das wird wahrscheinlich noch einige Zeit dauern... jetzt ist wieder Schule angesagt...


Viele Grüße

[ikarus_177]

Hi,

in der Zwischenzeit habe ich die IK in Bascom komplettiert, die Rotationen werden nun (laut Simulator) korrekt ausgeführt. Außerdem hab ich einige neue "Features" eingebaut, so kann nun der Master einige wichtige Parameter der Slaves über den Bus während des Betriebs ändern.

Außerdem feile ich so nebenbei am "Stil" meines Bots. Eine recht passable Schrittfolge habe ich schon gefunden, auch im Video zu sehen: http://www.youtube.com/watch?v=kFNATFLZUvA

Die IK kommt bei mir bei translatorischen Bewegungen auf ca. 400Hz, bei rotatorischen auf knapp 314Hz. Das sollte meiner Meinung nach für eine saubere Bewegung ausreichen.
Mein derzeitiger Ansatz sieht folgendermaßen aus: soll sich der Bot vorwärts bewegen, wird einfach der X/Y - Wert der Koordinaten um einen bestimmten Wert erhöht, der Bot "hüpft" dann in diese Position. Zurzeit liegt dieser Wert bei 1/10mm, trotzdem ruckelt es unangenehm in den Bewegungen.
An alle anderen Hexabastler: wie habt ihr das gelöst?

Viele Grüße

[MeckPommER]

Es ruckelt, weil deine Servos eine neue Position anzufahren haben. Leider machen die MG995 das nicht allzu sachte, sondern schiessen im ersten Moment etwas über das Ziel hinaus um sich dann richtig einzuregeln.

Dies bewirkt das Ruckeln und ist meiner Meinung nach der Preis, den man für diese "billigen" Servos zu zahlen hat :-/

Gruß
MeckPommER

P.S.: Video sieht guuut aus, bin gespannt auf die Drehungen :-)

[ikarus_177]

Hei ;-)

Hier ein kleines Video der "fertigen" inversen Kinematik: http://www.youtube.com/watch?v=EvW4aqRQSRY

Durch die etwas "gespreitzte" Beinstellung geht Helios nun auch _etwas_ stabiler, das Ganze sieht meiner Meinung auch viel besser aus, als ein "quadratisches" Krabbelvieh wie im ersten Video...

Die Drehungen klappen meiner Meinung nach schon ganz gut, allerdings ist mir das Ganze noch zu "undynamisch" und wackelig. Deshalb will ich in den nächsten Tagen (wenn ich dazu komme, jetzt ist wieder Schularbeitenzeit) etwas am Stil und der Eleganz von Helios feilen ;-)

Durch die Taster ist die Auflagefläge am Boden momentan etwas sehr klein, auch die Reibung ist nicht so, wie sie sein sollte - der Bot bewegt sich daher momentan auf Parkettboden wie auf Glatteis ;-)

Bin gespannt auf Expertenmeinungen zu meiner "zusammengeschusterten" Software! =P~

Viele Grüße
ikarus_177

[MeckPommER]

Das sieht aber sehr schön und sauber aus, super!

Es sieht aber manchmal so aus, als würden die Hüftservos nur ca. 15-25 Mal pro Sekunde in ihrer Position aktualisiert, was dann ganz leicht tatterig aussieht.

Ansonsten: sehr schön und gleichmäßig!

Schon gedanklich mal an verschiedene Geschwindigkeiten des Bots und der Beine gedacht?

Ich kann nur sagen: weiter so!!!

Gruß MeckPommER

[ikarus_177]

Hi MeckPommER,

eigentlich sollten die Hüftservos dieselbe Aktualisierungsfrequenz haben wie alle anderen Servos auch, die Berechnung erfolgt ja "in einem" :-k

Könnte es sein, dass die Auflösung der IK zu hoch eingestellt ist (momentan 0.1mm)? Das liegt ja meilenweit über der Auflösung der Servos und ist deshalt eigentlich unsinnig? Bei den Stellen, an denen der Bot das vordere und hintere Beinpaar von der Ruhe- in die Arbeitsposition bringt, habe ich die Auflösung herabgesetzt, und da geht es eigentlich wesentlich gleichmäßiger *denk*

Wie groß ist denn die Auflösung deiner IK, wenn ich fragen darf?


Schon gedanklich mal an verschiedene Geschwindigkeiten des Bots und der Beine gedacht?

Daran gedacht schon, bloß macht die Übertragung von Single-Werten über das Bussystem noch kleine Probleme (ich hätte mir gedacht, ich splitte die 4 Byte eines Singles über eine Overlay-Variable auf), sodass das leider noch etwas warten muss...


Viele Grüße
ikarus_177

[MeckPommER]

Das mit dem Ruckeln könnte auch andere Ursachen haben. Hast du vielleicht in deinen Brechnungen irgendwo Stellen, an denen (vielleicht durch Integerberechnungen) mathematische Sprünge auftreten können? Das könnte auch dazu führen das mathematisch eigentlich sanfte Kurven etwas "treppig" werden und so ein leichtes Zittern verursachen.

Was meinst du mit Auflösung? Den minimalen Positionsunterschied von einem berechneten Ort zu einem anderen? Ich glaube, das ist mein mir auch so in der Region 0.1mm, da müßte ich bei Gelegenheit nochmal in den Quelltext gucken.

Wie machst du das mit der Übertragung? Bekommt jedes Beinmodul die Werte einzeln, oder kannst du bei dir auch vom Master an alle Beine gleichzeitig senden?

Gruß MeckPommER

[ikarus_177]

Also die Berechnungen sind bei mir durchwegs in Single ausgeführt, mit Ausnahme der Umrechnung auf den Servowert, der ist ja vom Word - Type.

Jeder Slave erhält vom Master nacheinander einen Byte - Wert für die Bewegungen.


Ich glaube, das ist mein mir auch so in der Region 0.1mm, da müßte ich bei Gelegenheit nochmal in den Quelltext gucken.
Das wäre toll!

Bei 400 Hz und einem Intervall von 0.1mm würde das ja eine Streckenlänge von 4cm pro Sekunde entsprechen, die ein Bein zurücklegt (bei einer Bewegung nach vorne beispielsweise). Durch die Hebelwirkungen der einzelnen Beinsegmente ergeben sich da ja relativ geringe Drehwinkel für die Servos in einem relativ langen Zeitrahmen... :-k

Viele Grüße

[MeckPommER]

Jein ... öhm ...

Die 400Hz sind vielleicht die Frequenz der Berechnungen der nötigen Servowerte. Bringen tut dir das aber nichts, wenn diese nur 50 Mal pro Sekunde an die Servos gehen.

Die 4cm pro Sekunde ist die rein mathematische Geschwindigkeit deines Bots durch die Veränderung der X-,Y- und Z-Koordinaten.

Ferner muss ein Bein ja auch manchmal schneller sein als der Bot, sonst könnte der Bot ein Bein ja nie nach Vorne setzen. Hast du beim Schreiten der Beine nicht noch eine andere Zeit- oder Streckenkonstante, mit der du dies regelst?

Gruß MeckPommER

[ikarus_177]

Hi,

wenn ein Bein einen Schritt macht, wird dies in einer fest eingestellten Zeit erledigt, egal, wie weit das Bein nun vom neuen Aufsetzpunkt entfernt ist. Darum wird halt die Geschwindigkeit der Servos angepasst, sodass das Bein nach eben dieser Dauer wieder "bereit" ist.

Ich stelle mir das momentan wie einen Film vor. Bei einer sehr geringen Abspielgeschwindigkeit sieht man die Einzelbilder, das Bild ist nicht mehr fließend. Erst bei 25 Bilder/sec verschmelzen die Bilder zu einem Film. Werden nun die Servos sehr langsam bewegt, sieht man ja auch das "Hüpfen" von einer Position in die nächste, speziell bei einem langen Hebelarm.

Die Geschwindigkeit des Bots könnte man ja auch einfach dadurch vergrößern, dass der Abstand zum nächsten berechneten Punkt auf der "Beingeraden" vergrößert wird?


Viele Grüße

EDIT: *Ächz* ich glaub, ich steh grad voll aufm Schlauch :-k
Müsste man nicht den Abstand zweier angefahrener Punkte vergrößern, um eine schnellere Bewegung zu erhalten? Andererseits darf man den Abstand nicht zu groß machen, sonst ruckelts ja erst wieder *denk*... Also KANN ich wegen der endlichen Auflösung der Servos die Bewegungen nicht beliebig langsam machen, ohne das Ruckeln in Kauf zu nehmen?

[ikarus_177]

Hei ;-)

es geht mit kleinen Schritten in die richtige Richtung: http://www.youtube.com/watch?v=021j-69Fkg4

Die IK wurde verbessert, der Master kann nun wichtige Parameter der Beincontroller über den Bus ändern. Etwas Feintuning an den Parametern ist zwar noch notwendig, doch ich bin schon relativ zufrieden mit Helios' Laufverhalten, zumals nun auch etwas schneller geht ;-)

In nächster Zeit kommt dann die ganze Sensorik an die Reihe, wenn ich es geschafft habe, dass die Taster nicht mehr so auf glatten Böden rutschen. Mein erster Versuch, ausgestanzte Gummistücke mit Doppelklebeband auf den Tastern zu montieren, scheiterte kläglich :-/

Viele Grüße

[Bammel]

Es gibt für möbeltüren so transparente leicht gewölbt klebeanschläge auf gummi. ich denke sowas wäre was für dich. diese halten sehr gut.

ansonsten find ihc dies ein super projekt. weiter so ihc lese gespannt mit

[ikarus_177]

Hi Bammel,

danke für den Vorschlag! Werde mich bei Gelegenheit mal im Baumarkt nach sowas umsehen.

Das Problem ist halt einfach die geringe Auflagefläche der Taster - 6mm im Durchmesser. Naja, kommt Zeit, kommt Rat ;-)

Viele Grüße

[MeckPommER]

Wenn mich mein Gedächnis nicht täuscht, hatte mal jemand die funktionierende Idee, den zu glatten Teil eines Beins (oder Tasters) in Window-Color Farbe einzutauchen und damit eine rutschfestere Schicht aufzubringen.

Gruß MeckPommER

[Sleepyguy]

Oder Latex von Ebay, oder Silikon ausm Baumarkt, oder dieses Werkzeug-Griff-Eintauch-Zeug ausm Baumarkt.

[Bammel]

die stoper die meine sind auhc nur ca 6mm im durchmesser das sollte klappen.

[ikarus_177]

Hi,

werde das Ganze jetzt mal mit WindowColour - Farbe auf den Tastern versuchen (Danke an BlueSmash für die Inspiration ;-)).

Wenn das auch nichts hilft, wird der Baumarkt geplündert...

Viele Grüße

[ikarus_177]

Hei ;-)

von mir gibts auch wieder mal was neues ;-)

Bluesmash zum Vorbild habe ich mir Window-Colour Farbe besorgt, und die Taster damit überzogen. Nun hälts wirklich bedeutend besser, sogar auf sonst rutschigem Parkett. Allerdings scheren die Füße noch manchmal etwas aus, was ich aber auf die Kalibrierung zurückführe, mit der ichs dazumals nicht so genau nahm ;-)

Den "provisorischen" Laufalgorithmus hab ich jetzt auch von Grund auf erneuert. Nun wird keine fixe Sequenz mehr genutzt, sondern die Beine ganz gezielt je nach "Schlechtigkeit" des Standes, also Entfernung vom Roboter gesetzt. Dabei ist auch einstellbar, wieviele Beine gleichzeitig gesetzt werden sollen.
Ist wirklich faszinierend, wie sich dieses Vorgehen auswirkt. Besonders beim Drehen am Stand füht eine kleine Abweichung vom Ausgangszustand (Position der Beine) zu einer signifikant anderen Schrittfolge.

Die Sensorik hab ich auch schon montiert, allerdings fehlt noch die auswertende Elektronik.


Viele Grüße
ikarus_177

[ikarus_177]

ich schieb gleich mal ein kleines Video nach, zur besseren Veranschaulichung ;-)
http://www.youtube.com/watch?v=IMYWLL03CTE

Was/Wie denkt ihr darüber?

Viele Grüße
ikarus_177

[MeckPommER]

Ich denke, das mit diese Bewegungen sehr bekannt vorkommen und definitiv gefallen :-)

Würde vielleicht nur ein wenig besser aussehen, wenn die Beinbewegungen mehr nach Schritten aussehen würden. Also vielleicht die Hubhöhe etwas vergrößern.

Ansonsten ... echt cool & weiter so!

[Bammel]

sieht echt super aus. ich würde als nächstes wirklich daran arbeiten das das ganze "real" aussieht also wie mein vorredner schrieb schritthöhe erweitern und vllt auch die schrittweite und somit die geschwindigkeit erhöhen

[ikarus_177]

Das wäre sowieso das nächste Thema auf meiner To-do Liste gewesen. Leider sind die Ferien nun zu Ende :-(

Viele Grüße

[MeckPommER]

Hey, wäre doch schlimm, wenn man mit so einem schönen Projekt zu schnell fertig werden würde, oder? :-) Und diese To-do-Listen ... meine wächst schneller, als ich Punkte abhaken kann, aber das geht wohl jedem Bastler so ;-)

Ich habe auch nicht viel Zeit und sitze jetzt bestimmt schon drei Monate allein an den gedanklichen und experimentellen Vorarbeiten für Marvins neue Beine mit Schrittmotoren. Ist halt immer so mit Neuland: da man keine Ahnung hat, dauert es länger - wenn man bereits zu Anfang gähnend wüßte, wie es geht, würde es keinen Spaß machen und keine Herausforderung sein.

In diesem Sinne: happy basteling ^^

Gruß MeckPommER

[ikarus_177]

Hi,

von der Seite kann man es natürlich auch sehen!
Mir juckts nur grad unter sämtlichen Fingernägeln, da mir die Optimierung und Feineinstellung der Parameter enorm viel Spaß macht, da man sofort sehen kann, obs die richtige Einstellung war, an der man gedreht hat, oder nicht ;-)

Viele Grüße

[ikarus_177]

Hei ;-)

ich hab heute mal die Schrittweiten und -höhen angepasst, sieht wirklich gleich viel besser aus!

Allerdings ist es momentan so, dass der Roboter auf der Geraden schneller ist als in der Kurve, da ja hier die Rotationen um die Achsen nicht einberechnet werden müssen. Ich hab das mal kurz ausgemessen, bei rotatorischen Bewegungen komme ich auf Wiederholungswerte um 60Hz (die Werte schwanken zwischen 57 - 59 Hz).
Würde es Sinn machen, per Timer die Dauer der Befehlsübertragung an die Slaves zu messen, und diesen Vorgang dann per (variabler) Warteschleife auf eine fixe Frequenz von Hausnummer 55Hz zu "trimmen", um eine möglichst gleichmäßige Botgeschwindigkeit zu erreichen?

Viele Grüße

[ikarus_177]

Hi,

in der Zwischenzeit hab ich die Parameter etwas optimiert und verfeinert, jetzt bin sogar ich erstmal ansatzweis zufrieden ;-)

Aber seht selbst: http://www.youtube.com/watch?v=dhUnpXzpx1w

Was meinen die Profis in Sachen Hexapotik? Besser in Sachen Stil?

Die IK läuft jetzt konstant auf etwa 58Hz, auf der Geraden wie in der Kurve. Ferner ist es nun möglich, die Geschwindigkeit des Bots auch während des Laufens umzustellen.

Durch eine klitzekleine Änderung der "Schrittkurve", also jener Bahn, die ein schreitendes Bein beschreibt, geht Helios nun auch sehr viel flüssiger. Mich fasziniert so etwas immer wieder, mit freiem Auge kaum zu erkennen, wirkt es sich extrem beim Laufen aus.

Vielleicht ist Helios ja ein chaotisches System: eine kleine Veränderung der Anfangsbedingung bewirkt einen komplett anderen Endzustand... In gewisser Weise, denke ich, kann man davon sprechen, siehe Kabel o.ä. 8-[ ;-)

Verschmitze Grüße
ikarus_177

EDIT: ich kann natürlich wieder keine Ruhe geben und tüftle weiter am Programm herum. Trotz alles Bemühens und einer ausreichend schnellen IK sind langsame Bewegungen immer noch etwas ruckelig, besonders gut kann man das am Hüftservo sehen, der stets eine Zeit braucht (~0.5 sec) bis er in die nächste (sichtbare) Position fährt, eben durch die "Langsamkeit" der Bewegung. Das MUSS nun aber an den MG995 liegen, ich kanns mir zumindest nicht mehr anders erklären...

EDIT2: Nach einer kleinen Testreihe am RN-Control steht es nun auch amtlich fest: es liegt wirklich an den MG995 und nicht an der Steuerung. Da die Grenzen dieser Servos nun ausgelotet & erreicht sind, kann ich nun etwas Ruhe geben und mich wieder in die Stringtheorie vertiefen ;-)

[ikarus_177]

Hallo,

in der Zwischenzeit hab ich den Laufalgorithmus noch etwas verfeinert: durch ein zeitlich versetztes Hubsignal machen die Beine nun nicht mehr absolut gleichzeitig einen Schritt, sondern eben etwas versetzt. So läuft Helios nun noch etwas stabiler.

Außerdem hab ich noch Brems- und Beschleunigungsrampen integriert.

Ein kleines Video dazu: http://www.youtube.com/watch?v=qLfT2BkcGV8

In nächster Zeit steht somit die Sensorik auf der Hardwareseite und etwas Navigation & Kartenerstellung auf der Softwareseite an.

Hat vielleicht schon jemand Erfahrung, wie genau die Positionsbestimmung allein durch die Beine ist? (Eine entsprechende Kalibrierung vorausgesetzt (die bei mir leider nicht vorhanden ist))

Viele Grüße
ikarus_177

[ikarus_177]

Hallo,

mein letzter Zwischenbericht liegt schon eine Weile zurück, aber jetzt gibts wieder etwas neues:

Ich hab von der Schule ein Bluetooth-Modul zur Verfügung gestellt bekommen, sodass ich jetzt Helios vom PC aus über den Joystick steuern kann.

Ein kleines Video: http://www.youtube.com/watch?v=AOnS-UrfcE4

Die Geschwindigkeit der Bewegungen im Video ist auf ein Drittel reduziert worden, um die Servos etwas zu schonen.
Am PC läuft ein kleines VB-Programm welches den Joystick ausliest und die Daten zum neuen Mastermodul sendet, welches sich dann um die Ausführung kümmert.

Weitere Informationen hierzu: http://ires.roboterbastler.de/?Technisches:Hardware::Funkmodul bzw. http://ires.roboterbastler.de/?Technisches:Software::Steuerung_%FCber_PC

Würde sehr gerne eure geschätzten Meinungen darüber hören!

Viele Grüße
ikarus_177

[Bammel]

hehe sehr cool... mir ist nur doch zu lahm.
aber ich finde deinen hexa echt cool. verfolge den thread ja schon länger.

wollt mir ja auch einen bauen. aber das hab ich erstmal verschoben statt dessen hab ich meinen W.E.I.R.D.O. ins leben gerufen an dem ich jetzt schon viel gelernt habe

[HannoHupmann]

Ich finds immer Schade, dass sie Servos so schrecklich laut sind. Das Problem hab ich aber bei meinem Hexa auch. Die klingen vor allen auch nicht gut sondern hören sich grauenvoll an. Freu mich schon wenns mal welche gibt die nicht so quitschen.

[ikarus_177]

Hi ihr beiden,

danke für eure Meinungen!

@Hanno: meine Servos geben eher ein "Summen" von sich, das mir aber auch nicht unangenehm ist... ;-)

Viele Grüße
ikarus_177