Projekt: Hexabot mit Propeller Ansteuerung [Archiv]

flow

01.08.2008, 18:29

Hallo zusammen,

ich bin neu hier im Forum und habe gleich mal eine revolutionär neue Roboteridee mitgebracht: Ein Hexabot... :-P

Für einige vielleicht interessant: Ich werde die Steuerung mit dem Parallax Propeller realisieren. Ziel ist es außerdem, in einer zweiten Ausbaustufe die Regelung der Beinbewegung deutlich zu verbessern, indem Sensordaten ausgewertet werden. Allerdings musste ich mich von meinem Plan einer durchgängigen Momenten- Regelung aus finanziellen Gründen erstmal verabschieden. Außerdem gibt es sicher genug Dinge, die man auf dem Weg zu einer ersten Version falsch machen kann :-)

Als Servos dienen die günstigen "Tower Pro MG995", denen ich im laufe des Projekts hoffentlich auch das überschwingen mittels einer Vorsteuerung abgewöhnen werde.

Die Arbeiten an der Mechanik werden nächste Woche beginnen, also drückt mir die Daumen! :-)

http://www.websauter.de/img/robo.jpg

radbruch

01.08.2008, 19:13

*Daumen drückt*

ikarus_177

01.08.2008, 19:19

*Daumen drückt*

auch ich wünsch dir viel Erfolg beim Basteln...

aus welchem Material willst du den Körper/die Beine denn fertigen?

Willst du da Metall-Servohörner verwenden? Dazu würde ich nämlich unbedingt raten, wenn du die Beine so ohne Gegenlager gestalten willst. Denn (zumindest bei mir) waren die Servohörner aus einem ziemlich weichen Kunststoff.

Viele Grüße

flow

01.08.2008, 20:30

aus welchem Material willst du den Körper/die Beine denn fertigen?

Willst du da Metall-Servohörner verwenden? Dazu würde ich nämlich unbedingt raten, wenn du die Beine so ohne Gegenlager gestalten willst. Denn (zumindest bei mir) waren die Servohörner aus einem ziemlich weichen Kunststoff.

Die Beine will ich aus 2mm Aluminium fertigen, beim Rumpf bin ich mir noch nicht sicher, da muss ich nochmal das Gewicht berechnen und werde evtl. auf Kunstoff ausweichen.

Was die Servohörner angeht wäre ich jetzt bei den Kunstoff-Hörnern geblieben. Aber danke für den Hinweis, ich werde mich mal nach etwas stabilerem Umschaun.

HannoHupmann

01.08.2008, 20:47

Seh ich das richtig, dass die Servos 79€ das Stück kosten, oder sind es doch andere oder ich find die nicht bei Google.

Never the Less auch die Idee mit dem Parallax Chip ist ein alter Hut hab ich ja schliesslich letztes Jahr schon bei meinem Hexabot gemacht. Hat auch ganz gut funktioniert.

Wenn es sich nicht um die teuren Servos mit Metallservohornflansch und Metallservohörner handelt, dann wird deine Konstruktion eklig viel Spiel haben. Ansonsten sind meine Erfahrungen, dass man mit ganz spitzen Füssen nur auf Teppich gut arbeiten kann. Auf glattem Boden wie Parkett, Laminat oder Schreibtisch, etc rutschen die Beine schnell weg.

flow

01.08.2008, 21:07

Nein, die Servos liegen im bereich von 15 Euro. Hier im Forum wurden die bereits von einigen Leuten eingesetzt und ich bin gespannt, wie die sich von der Qualität her schlagen.
Das Datenblatt liest sich nicht schlecht (Metallgetriebe, 0,17sec/60Grad und je nach Quelle um die 100 Ncm). Allerdings erwarte ich für diesen Preis lieber mal nicht zu viel...

Dein Einwand mit den spitzen Füßen ist sicher berechtigt. Eventuell werden die abgeflacht und noch mit einem Kontaktsensor ausgestattet.

Klingon77

01.08.2008, 23:09

hi flow,

willkommen im Forum :mrgreen:

Ich würde auf jeden Fall für die Hüfte (wie eingezeichnet) und den Oberschenkel mit einer doppelten Verbindung (und Gegenalger) arbeiten.

Die Konstruktion wird dadurch merklich steifer und es wird später beim laufen weniger schaukeln.

Zwischen den Streben der Beine kann man noch zusätzliche Versteifungen anbringen.

Auf jeden Fall würde ich auch die obere und untere Grundplatte mit Streben versteifen.

Zur Materialwahl:

schau mal bitte da:
http://www.dibond.de/alcan/acsites.nsf/pages_acde_de/index.htm!Open&p=products_dibond_general&m=3&type=.htm
Evtl. könnte es Dich interessieren.

Die Servo´s für die Füße würde ich aus optischen Gründen rumdrehen.
Das ist aber Geschmackssache.

Ansonsten wünsche auch ich Dir viel Glück mit Deinem Hexa \:D/

liebe Grüße,

Klingon77

ikarus_177

12.08.2008, 19:46

Hi flow,

wie gehts jetzt mit dem Hexa weiter? Hast du vor, das Design umzuändern, oder hast du schon mit der Arbeit begonnen?

Viele Grüße

flow

12.08.2008, 22:52

Ich habe die letzten Tage im Keller verbracht und gefeilt - werde bei der nächsten Gelegenheit ein paar Bilder hochladen. Natürlich hab ich eure Ratschläge beherzigt! :-)

flow

14.08.2008, 17:00

So, hier mal ein Zwischenstand meiner Arbeit. Die Mechanik ist jetzt so gut wie fertig. Das ganze ist aus 2mm bzw. 1,5mm dickem Aluminum (in mühsamer Handarbeit) gefertigt. Leider kann ich das Gesamtgewicht in Ermangelung einer Waage nicht ermitteln, es sind jedenfalls mehr als 500g :-) (so viel Zeit die Küchenwaage an).

http://www.maxtavila.de/images/b1.jpg
http://www.maxtavila.de/images/b2.jpg

ikarus_177

14.08.2008, 17:41

Jawoll Herr Knoll! ;-)

Sieht ja wirklich toll aus, vor allem die Bohrungen in der Oberen "Bodenplatte" sind wirklich sehr stylisch ;-)

Wie siehts mit der Stabilität aus? Wie hast du die Gegenlager da gemacht?

Weil bei meinem Bot die Befestigungslaschen sämlicher Servos abgebrochen sind, bin ich auch die letzten paar Tage im Keller gesessen, und hab die Befestigungen neu gemacht. Da wackelt jetzt absolut nix mehr.

Waren deine Servohörner auch aus so weichem Kunststoff, oder hast du welche aus Alu verwendet?

Willst du die Servos direkt mit der Steuerungsplatine verbinden, weil du die Steckverbinder weggetan hast?

Viele Grüße
ikarus_177

flow

15.08.2008, 16:57

Ich verwende derzeit noch die Kunstoff-Servohörner, aber es zeichnet sich bereits ab dass das eine große Schwachstelle ist was die Stabilität angeht. Jetzt muss erstmal die Verkabelung abgeschlossen werden, dann kann ich hoffentlich mehr über die Steifigkeit im Betrieb sagen.
Bei den Steckverbindern hast du Recht - da setze ich erstmal auf die "Quick and dirty" Lösung und werde sie direkt mit der Steuerungsplatine verbinden (habe grade keine anderen Bauteile hier und keine Lust, schon wieder neue Steckverbinder zu bestellen :).
Bei den Gegenlagern habe ich auch lange rumüberlegt, wie man die am einfachsten bauen kann. Ich habe mich jetzt dafür entschieden einen Nagel mit einem großen, flachen Kopf mittels Zwei-Komponenten- Kleber an das Servo anzukleben - das hält erstaunlich gut. Auf der anderen Seite liegt der Nagel, also die "Achse" einfach in einem passenden Loch; das könnte man theoretisch sicher noch deutlich besser machen, indem man das Loch z.B. vergrößert und ein Kugellager einsetzt. Aber ich denke das ist vorerst nicht nötig.

HannoHupmann

15.08.2008, 18:50

schaut doch schon mal brauchbar aus. Besorg dir so Kabelschläuche für die Servokabel dann hängt später nix rum. Bei meinen hab ich das seit Version 2 gemacht. Kostet zwar ein bischen was, aber Optisch einfach schöner.

flow

18.08.2008, 12:08

Hast du evtl. nen Tipp, wo ich solche Kabelschläuche zu nem vernünftigen Preis bekommen kann? Die kosten ja teilweise nen Vermögen!

ikarus_177

18.08.2008, 15:28

Hallo flow,

soweit ich weiß, hat der C diese Schläuche im Programm, ich bin allerdings nicht über die Preise informiert. Es gibt da aber auch so Spiralen aus Kunststoff, welche um die Kabel herumgeschlungen werden können.

... günstigen "Tower Pro MG995" ... || ... überschwingen mittels einer Vorsteuerung abgewöhnen ...
Darf ein neugieriger Hexa-Bauer (der auch diese Servos verwendet), wissen, wie du das anstellen willst? [-o<

Viele Grüße
ikarus_177

flow

18.08.2008, 16:00

Darf ein neugieriger Hexa-Bauer (der auch diese Servos verwendet), wissen, wie du das anstellen willst?
Mit den Details habe ich mich noch nicht auseinandergesetzt (erstmal muss der Bot schließlich überhaupt funktionieren...). Aber mein Gedankengang war folgender: Angenommen das Überschwingen rührt von der Positionsregelung der Servos her (die offenbar nicht so perfekt ausgelegt ist - kein wunder bei dem Preis), dann gibt es wahrscheinlich einen Zusammenhang zwischen dem zurückzulegenden Winkel (also aktueller Winkel minus gewünschter Winkel) und dem zunächst tatsächlich angefahrenen Winkel. Wenn man den kennt, dann kann man die Soll- Position so verändern, dann man zunächst einen kleineren Soll-Winkel "anfordert". Wenn die Berechnungen dann stimmen, landet das Servo durchs Überschwingen genau auf der gewünschten, ursprünglichen Soll-Position. Dann muss man nur noch im richtigen Moment eingreifen, um das "Zurückschwingen" auf die zweite, zu kleine Position zu kompensieren - hier wird das richtige Timing sicher schwierig. Außerdem sehe ich noch ein recht großes Problem darin, die Überschwing-Kurve vernünftig auszumessen. Dafür müsste man das Servo am besten mit einem empfindlichen Positionssensor koppeln (den ich nicht habe...).

Ich hoffe der Gedankengang war verständlich :-)

Klingon77

18.08.2008, 16:30

hi,

schaut doch mal bei MeckPommER (Projekt "Marvin") vorbei.

Ich glaube er hat ebenfalls Problem mit überschwingenden Servo´s (evtl. sogar die gleichen?) gehabt.

liebe Grüße,

Klingon77

ikarus_177

19.08.2008, 10:39

Hallo Klingon77,

soweit ich weiß, verwendet MeckPommER auch dieselben Servos.
Weißt du etwas, ob er das Problem mit dem Überschwingen gelöst hat? Sonst setzte ich mich mal per PN mit ihm in Verbindung.

Viele Grüße
ikarus_177

Klingon77

19.08.2008, 11:43

hi,

ich habe nur irgendwo gelesen, daß er sich damit beschäftigte.

Details habe ich leider keine.

liebe Grüße,

Klingon77

MeckPommER

19.08.2008, 14:36

Tach :)

Ja stimmt, ich habe dieses Überschwingen auch bereits festgestellt. Je nach Beinlänge kann das ganz schön ärgerlich sein, aber sooo schlimm ists auch wieder nicht.
Dieses Überschwingen per Software zu kompensieren habe ich bisher noch nicht versucht, da ich momentan an anderen Ecken meines Bots bastel.
Ich stelle mir solch eine Kompensation als sehr aufwändig vor wenn man nicht mit festen Beinpositionen sondern mit inverser Kinematik arbeitet.
50 Mal pro Sekunde für 18 Servos die Positionen zu berechnen und dann auch noch für jeden der 18 Servos aus der vorherigen Position die Zielposition und den Abfangmoment gegen das Überschwingen zu berechnen ... ich glaube, das kann man getrost vergessen falls man nicht pro bein einen eigenen Controller verwenden möchte. Ich lasse mich natürlich gerne vom Gegenteil überzeugen :)
Für das Anfahren von festen Positionen kann ich mir einen softwaremäßigen Ausgleich schon vorstellen, nur arbeite ich halt nicht damit.

Ich mache momentan meine komplette Elektronik neu in SMD um Gewicht zu sparen und feile in des Wortes wahrster Bedeutung noch an den Beinen.

Gruß MeckPommER

flow

21.08.2008, 18:54

Ich denke der zweite Satz bringt es auf den Punkt: Sooooo schlimm ist's auch wieder nicht. Speziell wenn man die Servos immer nur in kleinen Schritten bewegt.

Hier übrigens noch das Gewicht meines Krabbeltiers, falls das jemandem bei seinen Planungen mal hilft:

Body: 180g
Füße: 6x 210g
Elektronik: 220g

Macht in Summe ca. 1,7 kg (ohne Akku, wohlgemerkt). Wie schon erwähnt, wurde 2mm Aluminium für die Beine und 1,5mm Aluminium für den Body eingesetzt.

flow

28.08.2008, 22:03

So, liebe Leute - es ist geschafft! Mein Roboter macht erste Bewegungen!
Hier könnt ihr sie bestaunen: http://www.youtube.com/watch?v=2npCxZgzIPY :-)

Als nächstes werde ich mich mal daran versuchen, eine vernünftige kinematik hinzubekommen. Bisher werden einfach 2 Winkel linear angefahren, deshalb wackelt es auch so...

squelver

29.08.2008, 06:32

Cooles Teil, besteht denn die Gefahr, das die Bleche wegbiegen können?

flow

29.08.2008, 07:30

Danke!
Um das Aluminium zu verbiegen sind schon sehr große Kräfte nötig. Solange der Roboter nur dasteht ist es also nicht möglich, dass sich etwas verbieget (selbst beim Stehen auf 3 Beinen). Beim laufen, wenn also auch Querkräfte dazukommen, sieht es etwas anders aus. Ich hoffe, dass er auch in diesem Fall steif genug sein wird - werde von meinen Erfahrungen berichten.

squelver

29.08.2008, 07:38

... Beim laufen, wenn also auch Querkräfte dazukommen, sieht es etwas anders aus. Ich hoffe, dass er auch in diesem Fall steif genug sein wird...

Daher meine Frage \:D/

MeckPommER

29.08.2008, 11:39

Hi flow,

schönes Video, das neugierig auf die nächsten Forschritte macht :-)

Das mit dem Wackeln kommt mir leider nur allzu bekannt vor. Wenn die Beine alle nahezu die selbe (langsame) Bewegung durchführen, kommt es auch bei meinem Bot zu diesem Aufschaukeln. Bei schnelleren Bewegungen und bei Schrittbewegungen ist dies fast verschwunden, schön ists aber trotzdem nicht.

Aber ich muss zugeben, das ich ein wenig beruhigt bin, das es auch bei anderen mg995-Bots so ist ;-) Wenn ich aus meiner derzeitigen "ich mache den Bot leichter, indem ich die Elektronik neu in SMD Bauweise bastel"-Phase raus bin, gehts dem Gewackel an den Kragen.

Neugierige Grüße

MeckPommER

ikarus_177

29.08.2008, 12:13

Hi,

sieht doch schon mal ganz gut aus!
Was für ein Steuerungsboard verwendest du? Und vor allem welche Akkus, denn bei mir kann ich höchstens 5 der MG995 an 4 in Serie geschaltete Mignon-Zellen (einer Digi-cam, sollten eigentlich hochstromfähig sein) dranhängen, beim sechsten fängt alles zu zittern an...

Viele Grüße
ikarus_177

Klingon77

29.08.2008, 12:17

hi,

wirklich schicker Robby :mrgreen:

Die Beine hätte ich dennoch doppelt ausgelegt.

Erstens ist es steifer und die Belastung für die Servo-Lagerung sinkt.

Bin mal gespannt, welche Erfahrungen Du damit machst und hoffe wirklich, daß ich in diesem Punkt mal wieder zu stark auf Sicherheit setzte.

Das Ruckeln kommt also alleine von den Servo´s?

Ich hätte nicht gedacht, daß es so stark ausfällt.

liebe Grüße,

Klingon77

MeckPommER

29.08.2008, 12:39

Das Ruckeln kommt von den Servos - ja, leider. Allerdings ruckelt keiner der einzelnen Servos derartig stark. Es ist in Wirklichkeit nur ein ganz leichtes Zittern, was sich allerdings im Zusammenspiel aller Servos derartig aufschaukelt.
Wie man auf dem Video auch gut sehen kann, tritt dieses Ruckeln nicht sofort nach Bewegungsbegin auf, sondern erst im Laufe der Bewegung.

Klingon77, es kann nicht schaden, auf Sicherheit zu setzen. Die Servos sind zwar stark und haben ein Metallgetriebe und sind Kugelgelagert ... aber wenn man sich das getriebe- und kugellagerhaltende Plastik anschaut ... dann kann es nicht schaden, Last von den Servos zu nehmen. Meine MG995 waren übrigens sehr dankbar für nen Tropfen Öl, welcher die Leichtlaufeigenschaften des Servos stark verbessert hat.

flow

30.08.2008, 10:42

Was für ein Steuerungsboard verwendest du?
Ich verwende den Parallax Propeller auf dem Standard-Experimentierboard. Klappt wunderbar und hat auch noch Reserven für ein paar Berechnungen.

Und vor allem welche Akkus, denn bei mir kann ich höchstens 5 der MG995 [..] dranhängen, beim sechsten fängt alles zu zittern an...
Oh, über diesen Punkt habe ich mich noch gar keine so großen Gedanken gemacht. @MeckPommEr: Womit versorgst du denn deine Servos? Ich benutze derzeit noch keinen Akku, sondern ein Schaltnetzteil - das allerdings offiziell nur 2,5A liefert. Wobei es ja eigentlich egal ist - solange das Netzteil den Strom thermisch verkraftet sollte es ja von der Versorgungsseite her kein Problem geben (und ich belaste es ja nicht über längere Zeiträume mit diesen großen Strömen). Aber ist ein interessanter Punkt; wenn man das Zittern durch mehr Strom bekämpfen kann wäre das ja gut. Mein Eindruck ist allerdings, dass das Zittern von den Servos selbst kommt.

ikarus_177

30.08.2008, 11:03

Ich hätte nachgedacht, einen 2s-LiPo zu verwenden...

Vom maximal lieferbaren Strom müssten die ja eigentlich ausreichen (~60A).
Ich hab mal ein bisschen im Web gestöbert, das Gewicht liegt bei 2s (7.4V) und 4000mAh bei rund 200g, was ja eigentlich nicht gerade viel ist.

Noch was anderes: ich bin gerade am überlegen, wie stabil der 3/3 - Gang bei einem Bot von 4kg ist. Ein Bein kann meinen Bot auf einer Seite aufheben, die andere Seite liegt am Boden, von da her müsste es ja eigentlich mit 3 Beinen funktionieren, den Bot zu heben, oder hab ich da nen Denkfehler?

EDIT: eigentlich müsste sich der Bot (theoretisch) auch nur mit 2 Beinen auf und ab bewegen können, denn die Last, die jetzt der Boden trägt, wird ja nachher vom anderen Bein übernommen. Stimmt das so, oder stehe ich da aufm Schlauch?

Viele Grüße
ikarus_177

easyprivate

01.09.2008, 21:45

Als erstes mal *Respekt*!!! Sieht echt super aus,gut geplant und umgesetzt!!!

Bin neu beim Roboterbau und habe da eine Frage,evtl kannst du mir da weiter helfen...
Welche Servos hast du benutzt bzw wo gekauft?

Wie hast du es geschafft das der Servo der den "Oberschenkel" hebt und senkt nicht nur eine Seite hat wo das Bein dran befestigt wird sondern links und rechts?

Hoffe kannst mir da nen Tipp geben^^

Grüße
Edith hat die Antwort auf Frage 2 beim "nochmallesen" selbst gefunden^^

Bei den Gegenlagern habe ich auch lange rumüberlegt, wie man die am einfachsten bauen kann. Ich habe mich jetzt dafür entschieden einen Nagel mit einem großen, flachen Kopf mittels Zwei-Komponenten- Kleber an das Servo anzukleben - das hält erstaunlich gut. Auf der anderen Seite liegt der Nagel, also die "Achse" einfach in einem passenden Loch; das könnte man theoretisch sicher noch deutlich besser machen, indem man das Loch z.B. vergrößert und ein Kugellager einsetzt. Aber ich denke das ist vorerst nicht nötig.