Ball fangen und werfen

[Feuertopf]

Hallo!

Wie könnte man einen Roboter bauen, der einen Tischtennisball senkrecht in die Luft wirft und wieder auffängt? Es reicht, wenn das Ding nur aus einem Arm besteht. Der Roboter soll die Ballposition wissen und z.B. bei Wind kompensieren.

Mechanik:
Wie könnte man einen solchen Arm bauen? Gewünschte Freiheitsgrade dieses Arms sind Bewegung links/rechts, vor/zurück sowie Drehung des "Hand"-Gelenks. Der Roboter selbst muss sich nicht bewegen.
Kann man dafür normale Modellbau-Servos verwenden? Ich erwarte mir eine Wurfhöhe von 1m.

Ansteuerung:
Der Roboter soll mit weniger als 200ms Verzögerung wissen, wo der Ball sich im Raum befindet.
Benötige ich dafür zwei Kameras oder gibt es einfachere Lösungen?
Und wenn ich Kameras verwende, auf welcher Plattform könnte man das Bild auswerten? Habe Windows+Webcam (zu langsam) und Prozessor+Kamera (z.B. Surveyor Stereo Vision System) in Betracht gezogen, welche anderen Möglichkeiten gibt es?

Ich habe erst ein Roboterprojekt abgeschlossen und bin daher für jede Hilfe dankbar!

[Lync]

Hi

Muss es ein Arm sein, der den Ball in die Luft wirft?
Würde eher den Ball über eine Art "Bumper" in die Luft werfen.

[Feuertopf]

Gute Idee, das würde alles vereinfachen!
Trotzdem muss der Arm beweglich sein, um den "Bumper" hin- und herbewegen zu können.
Meinst du mit Bumper ein Gerät, das eine plötzliche Stoßkraft ausüben kann? Unter welcher Bezeichnung finde ich sowas oder wie baut man das? :)

[Manf]

Vielleicht geht schon ein Lautsprecher als Bumper.

[HeXPloreR]

Hallo zusammen,
hier ist ein schönes Video zu so etwas, irgendwo am ende fängt "die high speed Hand" ein Handy auf.
http://www.youtube.com/watch?v=bfdHY26E2jc

mfg

[Lync]

Hi

Naja hängt davon ab für was dieser Ball geworfen werden soll, also den Zweck.

Und wie man den Bumper realisiert hängt vor allem davon ab was für ein Ball es ist und wie schwer der Ball ist.

Könntest eine Feder aufziehen und damit einen Bumper realisieren.
Kommt dann auch darauf wie oft und wie schnelll hintereinander der Ball abgeschossen werden soll.

Vor den Bumper könntest du das ganze mit z.b. 2 Servos in alle Achsen drehbar machen.
Dazu noch ein Ausfarbares Gelenk zur Höhenverstellung.

Aber am Besten schreib mal für welchen Zweck das gebaut werden soll und wie du dir das ca. vorstellst.

[Feuertopf]

Hallo,

Der Arm soll einen Tischtennisball senkrecht in die Luft werfen, fangen, werfen, ... - dabei mit einer Kamera die Ballposition ermitteln und Fehler korrigieren.


Kommt dann auch darauf wie oft und wie schnelll hintereinander der Ball abgeschossen werden soll.1mal pro Sekunde. Also auffangen und sofort wieder hochschießen.

Ich sehe folgende Möglichkeiten:

a) Ein fertiger Roboterarm, z.B. von Lynxmotion, bestückt mit einem schnellen+starken Servo. Nach meinen Berechnungen würde ein 40-cm-Arm und ein starker 100ms/60°-Servo funktionieren. Aber nur unter der Voraussetzung dass die Geschwindigkeit von 100ms/60° unter Belastung erreicht wird. Ist so etwas realistisch? Die Sache wird einfacher, wenn ich den Servo mit einer großen Feder unterstütze.
b) Katapult-Mechanismus mit Feder, der sich in der Hand befindet. Das müsste ich wohl selbst bauen, und ein Motor zieht dann die Feder auf.
c) Der gesamte Arm ist das Katapult. Hier selbes Problem, ein Motor muss die Feder aufziehen.

Danke Manf, das mit dem Lautsprecher probiere ich aus!

Habt ihr noch Ideen für diese Ansätze? Bzw. Empfehlungen bezüglich Roboterarm, Servos oder Katapult?
Bin für jede Anregung dankbar!

[Thomas$]

die positions ermittlung wird mit einer camera zu langsam sein was hälst du laser lichschranken? und ist es nicht leichter den ball noch bissel höher zu schiesen dan hatte man mehr zeit beim fangen

[recycle]

Habt ihr noch Ideen für diese Ansätze? Bzw. Empfehlungen bezüglich Roboterarm, Servos oder Katapult?


Ich habe keine Erfahrung mit sowas.
Ich stelle es mir mit normalen "Bastlermöglichkeiten" aber recht schwierig vor, einen Arm zu bauen, der eine Tischtennisball 1m hoch werfen kann.

Zum werfen braucht der Arm einige Gelenke und einen gewissen Hebel und das ganze muss recht schnell sein.
Ein Art Katapult scheint mir da einfacher.

Beim Fangen gibt es dann aber ein ähnliches Problem. Je nachdem wie "ungenau" der Ball geworfen wird, muss der Arm der ihn auffangen soll auch sehr schnell sein und entsprechend Reichweite haben.
D.h. hier braucht man auch wieder Geschwindigkeit und Hebel für die Reichweite und damit Kraft.
Ob ein Servo das mit einem 40cm Arm vo der Kraft her schafft dürfte vom Gewicht und somit den verwendeten Materialien usw. abhängen.

Wenn die Mechanik für das Katapult auch noch am anderen Ende des Hebels/Arm hängt, wird das für den Servo sicherlich nicht leichter.

Da ist es bestimmt einfacher, Fangarm und Katapult zu trennen.

Wenn das ganze mehr als Show - oder Anschauungsprojekt gedacht und die Mittel beschränkt sind, könnte man eventuell die Aufgabenstellung etwas vereinfachen.
Z.B. indem das Katapult den Ball immer indieselbe Richtung, aber unterschiedlich weit "wirft".
Der Fangarm müsste sich dann nur in einer Richtung bewegen und könnte den Ball dann z.B. mit einer Art Trichter auffangen und in eine Laufbahn fallen lassen. Von da rollt der Ball dann zurück aufs Katapult.

Ok, letzteres hat natürlich nur indirekt mit der Kraft und Geschwindigkeit der Servos oder Motoren zu tun.
Da der bewegliche Teil der Fangkonstruktion leicht und schnell sein muss, stelle ich mir die mechanische Konstruktion aber einfacher vor, wenn der Arm sich nur in einer Richtung bewegen muss.
Die Erfassung der Ballposition wird dann auch einfacher.

[Searcher]

Hi,

Katapult: als Antrieb geht vielleicht ein E-Magnet, bei Conrad unter Blechbügelmagnet zu finden. Die, die ich gesehen habe sind zwar Zugmagnete aber es soll auch Schubmagnete geben. Bei Zugmagneten ließ sich ein einfacher Hebel anbringen.

Ich hab mal einen Zugmagnet aus einem alten Autoradiocassettenrecorder ausgebaut. Dort diente er in der Autoreverseschaltung.

Gruß
Searcher

[oberallgeier]

... bestückt mit einem schnellen+starken Servo ... ein starker 100ms/60°-Servo ...Hast Du solche Servos? Ich denke die haben eher um die 0,15 sec. Egal, ich will mal rechnen: Der Servo erwartet - standardmäßig - alle ca. 20 ms ein Positionssignal. Damit kannst Du Deinen schnellen Servo auf 60° mal eben alle 12 ° mit neuen Positionsaufgaben versorgen. Für so eine präzise, feinfühlige und schnelle Reaktion wie auf dem hübschen Video (siehe Posting von HeXPloreR) wird das viel zu grob sein - vermutlich musst Du im unteren Millisekundenbereich regeln - und die Position entsprechend schnell abfragen. Solche Aktionen laufen mit schnellen, starken Motoren ab, deren Stellung ziemlich fein aufgelöst geregelt werden kann und deren Zeitkonstante schon ziemlich high tech niedrig ist.

Ich kann mir vorstellen, den Ball mit einer Art Fangtrichter zu fangen, auskullern lassen, bis er in der Mitte des Fangtrichters mehr oder weniger ruhig liegt und danach mit einem "Bumper" wieder hochzuschießen.

[Feuertopf]

die positions ermittlung wird mit einer camera zu langsam seinEs gibt Systeme wo die Kamera gleich an einen kleinen Computer angeschlossen ist, den man programmieren kann. z.B. das Surveyor Stereo Vision System.

was hälst du laser lichschranken?Da bräuchte ich sehr viele davon, um das zu machen was ich mir vorstele.

und ist es nicht leichter den ball noch bissel höher zu schiesen dan hatte man mehr zeit beim fangenIch glaube nicht, weil dadurch der Fehler größer wird und die Geschwindigkeit des Balls beim Runterkommen sich vergrößert.


Ich denke die haben eher um die 0,15 sec. Ja, die meisten. Habe aber einige mit 0,10 gefunden.


Für so eine präzise, feinfühlige und schnelle Reaktion wie auf dem hübschen Video (siehe Posting von HeXPloreR) wird das viel zu grob seinDu hast völlig recht. Das auf obigem Video ist natürlich High-Tech. Ich habe nicht vor auch nur annähernd sowas zu machen ;-)


Wenn das ganze mehr als Show - oder Anschauungsprojekt gedacht und die Mittel beschränkt sind, könnte man eventuell die Aufgabenstellung etwas vereinfachen.
Z.B. indem das Katapult den Ball immer indieselbe Richtung, aber unterschiedlich weit "wirft".Das wäre viel einfacher. Ja, wäre eine Idee!


Jetzt hab' ich ein paar Ansätze. Besonders das mit dem E-Magneten klingt interessant. Ich werd, sobald Zeit ist, ein bisserl herumbasteln.

Vielen Dank für eure Vorschläge!

[recycle]

und ist es nicht leichter den ball noch bissel höher zu schiesen dan hatte man mehr zeit beim fangen


Ich glaube nicht, weil dadurch der Fehler größer wird und die Geschwindigkeit des Balls beim Runterkommen sich vergrößert.

Naja, wenn der Ball immer genau an derselben Stelle runter kommt ist das Ganze ja etwas witzlos. Der Roboterarm soll den Ball ja fangen und das Katapult den Ball nicht sicher ins Ziel schiessen.
Dass er mehr Geschwindingkeit hat wenn er runterkommt sollte je nach Fangmechanismus nicht sehr stören, die Zeit die er länger benötigt um runter zu kommen könnte aber nützlich sein.
Der "Show-Effekt ist sicherlich auch grösser, wenn der Ball aus etwas grösserer Höhe gefangen wird.