.: Neues Projekt - Konzeptstudien :.

[HannoHupmann]

Hallo

nach langer Zeit und längerer Pause hab ich nun wieder Ideen (und Interesse) daran ein neues Projekt zu entwickeln. Noch ist es nur in Gedanken, aber trotzdem brauch ich eure Hilfe:

Anbei hab ich zwei Bilder von zwei verschiedenen Konzepten um eine Kante von 50 bis 60mm Höhe zu überwinden. Die Frage die sich nun stellt ist, welches der beiden Konzepte ist besser geeignet.


http://www.hs-augsburg.de/~hanno/Roboter/New%20Projekt/Konzept/Konzept%20A.jpg

http://www.hs-augsburg.de/~hanno/Roboter/New%20Projekt/Konzept/Konzept%20B.jpg

Bei Konzept A, würde ich zwei Räder verwenden die in der Mitte mit dem Rest des Roboters verbunden sind (roter Kreis).

Bei Konzept B nur ein Rad und dieses "direkt" mit dem Roboter verbinden.

Gibt es vielleicht auch noch eine dritte Lösung?

Es geht bei diesem Konzept nur um die Räder, wie der Antrieb realisiert werden soll oder wie die "Aufhängung" aussieht soll noch gar nicht wichtig sein.

ich bin gespannt auf eure Meinungen.

[KingTobi]

Ich kann mir nicht vorstellen das Konzept B jemals das Hindernis, immer 1/2 *D, überwinden wird.

Auch bei Konzept A wird es nicht einfach werden. Das hintere Rad wird ordentlich anschieben müssen, damit das vordere Rad genug Haftung am Hindernis hat um sich "nach oben zu arbeiten". Außerdem muss das hintere dann die Kraft verringern, sonst könnte es ein Salto werden.

Ich hoffe das ist es worauf du hinaus wolltest.

[Jaecko]

Hm... je nach dem, wie viel Aufwand da rein soll, wäre evtl Konzept A was, wenn der Träger mit den Rädern auch aktiv gekippt werden kann (Drehpunkt: Rotes Lager); also so, dass das am Bild rechte Rad angehoben wird. Damit könnte man das Überwinden bei glatteren bzw. "dämlich" geformten Hindernissen vereinfachen.

Mit "dämlich" mein ich z.B. eine Kante, die leicht über dem Radmittelpunkt liegt.

[crabtack]

Du könntest die Achsen auch einfach einzeln anhebbar machen und dann
3 achsen benutzen.
Dann wird die erste Achse hochgehoben und auf die Kante gesetzt,
dann wird etwas vorgefahren und auch die 2. steigt auf die kante.
Dann wird wieder vorghefahren und die dritte steigt auf die kante.

Sinnvoll wäre auch ein verlagerbarer Schwerpunkt.
Du könntest z.b. den akku auf schienen setzen und durch einen motor auf dem robo verschieben.

Dann kanst du ihn z.b. nach vorne verlagern, wenn die ersten beiden achsen oben sind, damit er nicht wieder nach hinten kippt.
so könntest du auch noch höhere Hindernusse überwinden.
sry wegen meiner rechtschreibung^^

viel erfolg.

[dremler]

Ich würde auch Konzept A nehmen, das ganze aber um eine Achse erweitern, quasi wie es gemalt wurde.

Ich denke so würde es eher funktionieren.

[HannoHupmann]

Also der ganze Roboter wird natürlich weit mehr Räder haben als die beiden hier. D.h. nach hinten kann der Roboter nicht umfallen. 3 Räder will ich deswegen auch nicht verwenden, es wird mit 2 Rädern schon groß genug.

Es wird ein klassischer Roboter mit Ominirädern nur nicht mit einem Rad pro Ecke sondern eben 2 Rädern der dann in meiner Wohnung fahren soll. Nur leider hab ich Türschwellen von 5-6cm und die muss der Roboter ohne Probleme überwinden können. Deswegen versuch ich gerade ein Konzept zu finden, bei dem ich mit Omniwheels über solche Kanten kommen kann.

http://www.hs-augsburg.de/~hanno/Roboter/New%20Projekt/Konzept/Gesamt%20Konzept.jpg

Kanten können natürlich nur überwunden werden wenn man mit zwei Rädern an die Kante fährt. [/list]

[Bammel]

da müsste ich meinen vorredner zustimmen. dann könnte man um die mittelachse abknicken! erhöht natürlich den mechanischen aufwand aber so wie ich deine projekte kenne ist das dein geringstes problem.

ansonsten wenn es bei zwei achsen bleiben soll wäre es auch sinnvoll die masse (akku elektronik) verschibbar zu amchen so könnte man (situation wie konzept A) die masse nach hinten legen bekommt somit mehr druck auf die hinterachse und bekommt die vordere wegen weniger masse besser hoch. wenn die vordere achse oben ist die masse nach vorne schieben und die hinterachse hinterherziehen.

EDIT:
den vorherigen post hab ich leider noch nicht gelesen gehabt. somit bleibt dies mit der dritten achse natürlich außen vor.
bei dem omniantrieb hast du natürlich das problem das du mit den hinteren rädern keine vorschubskraft ausüben kannst.

mal so nebenbei 5-6cm türschwellen ist ja der hammer! muss ja nen wahnsins altbau sein. normal sind die ja "nur" ca 3cm.

wie wäre es mit einem art hebel an den vorderen teil des roboters zu setzen? problem wieder das du keine vorschübe mit den hinteren rädern bekommst. da könntest du höchstens rückwärts an die schwellen fahren und da mit einem hebel arbeiten.

Gruß,
Bammel

PS.: entschuldige meine rechtschreibfehlen bin grade ein wenig in eile aber wollte umbedingt antworten ;-)

[HannoHupmann]

@Bammel, die haben mir letztes Jahr nen Laminat in den Gang gelegt und dafür eine Unterkonstruktion bauen müssen. Deswegen ist die Schwelle jetzt 5cm hoch und meine Roboter kommen nicht mehr drüber ;-(. Daher will ich jetzt einen Bauen der in der Lage ist, diese "Kante" zu überfahren. Stimmt mechanische Umsetzungen sind weniger mein Problem, aber die Gesetze der Physik lassen sich einfach nicht überlisten.

Das Problem mit dem Vorschub hab ich auch schon gesehen und noch keine Lösung dafür gefunden.

Das Konzept für die Räder sollte aber ohne Masse verschieben oder zusätzliche Hilfen (Hebel etc) auskommen. Der Roboter sollte später einfach an die Kante ranfahren und sie dann entsprechend hoch fahren (btw. runter muss er natürlich auch wieder).

Wenn ich noch zeit hab poste ich noch ein drittes Bild zu meinem Konzeptentwurf.

[Waldschrat]

Möchtest du dass der Bot aus dem Stand über die Schwelle fahren kann oder wäre z.B. Variante B in Kombination mit einer Spiralförmigen Bewegung drinn, bei der der Bot quasi mit Schwung über die Kante setzt und immer nur ein rad auf einmal auf der Kante ist und die anderen beiden die Spiralbahn weiter abfahren.. ich hoffe es ist klar geworden was ich meine
mfg

PS.: das gibt natürlich dann recht Ordentliche Stöße auf die Konstruktion die abgefangen werden wollen.
PPS.: Ansonsten gibt es natürlich auch die Variante A und du kippst mit einem Motor die Verbindungsachse in Relation zum Bot

Edit: Zu langsam vergiss die Kippvariante das wäre das was du mit Hebel meinst :-|

[HannoHupmann]

Hallo,

so jetzt noch ein Bild von der Aufhängung der Radelemente.

http://www.hs-augsburg.de/~hanno/Roboter/New%20Projekt/Konzept/Parallelkinematik.jpg

auf der linken Seite ist quasi die Mitte des Roboters und jedes Radelement (mit entweder zwei oder einem Rad) wird so aufgehängt und kann vertikal verschoben werden. Der Stossdämpfer sorgt dafür, dass die Konstruktion besagte Stösse auch überlebt.

Vielleicht hilft dieses Konzept auch beim Überwinden der Kante. Um die horizontale Achse können die Räder theoretisch auch noch kippen.

[Bammel]

Hallo,

duzu habe ich mal eine skizze meiner idee angefertigt.

vor jedem rad ist ein steg nach unterne evtl noch eine rolle mit ranbauen. dieser steck kann durch erheben des chassis auf die schwelle gesetzt werden. dnan kann das eine rad angehoben werden und auf die schwelle geschoben werden. dies geschiet mit einem zweiten rad. dann fahren diese nach vorne und "ziehen" das dritte rad nach oben auf die schwelle.

hoffe das ich verständlich.

Gruß, Bammel

[HannoHupmann]

Verständlich ja, aber wehe es kommt eine Schwelle die nicht zum Steg passt. Die Idee ist gut, aber für mein Problemm gefällt sie mir nicht so gut als Lösung. Ich würde wirklich lieber einfach "drüber" fahren ohne große Hubmechaniken o.ä. Falls das nicht möglich ist würde ich wohl auf ein anderes Antriebskonzept übergehen.

[Bammel]

naja du hast ja gesagt das eine hubmechanik rein solle. deswegen ja meine idee.

bei einfach nur rüber fahren müsstest du omniwheels mit mir als den doppelten durchmesser der schwelle haben die auchnoch genug grip aufweisen.

[spinner-modus]
den bot richtig schnell beschleunigen und richtung schwelle und kurz vor der schwelle mit einem solenoid oder ähnlichen den bot zum hüpfen bringen.
[/spinner-modus]

[HannoHupmann]

@Bammel mit der Hubmechanik meinte ich die Parallelkinematik aber das ist nur eine Dämpfung (da liegt wohl ein Missverständnis vor).

Allerdings fällt mir gerade auf, dass es mit der Omniwheel konstruktion eh nicht funktioniert. Die ersten beiden Räder kommen vielleicht noch über die Kante, aber ich bin mir sicher dass beim dritten Radelement welches quer zur Kante ist Probleme entstehen werden.

[Andun]

Moin moin,

faszinierendes Thema!

Zur Konstruktion ohne Hubmechanik hab ich mal überlegt und bin auf folgenden Schluss gekommen, der das ganze eigentlich ausschließt.

(Am besten jetzt mal das Bild öffnen)

Rot markiert hab ich die Kante und auch die angreifenden Kräfte.
Der blaue Doppelpfeil zeigt die Momentenrichtung an, welche das Omniwheel aufbringen kann.
(Rechte-Hand-Regel: Daumen in Doppelpfeil Richtung -> Finger zeigen die Kraftwirkung des Moments.)

Wenn der Bot also so wie gezeigt vor der Kante steht, hat das hintere paar Räder keine Möglichkeit ein sinnvolles Moment auszuüben, also muss jeweils das vordere Rad in der drehbaren Lagerung nach oben schieben und das hintere Rad muss den Bot gegen die Kante drücken, so dass das erste Rad genügend Haftreibung hat.
-> Ich kann mir nicht vorstellen, dass zwei Räder diese Kraft aufbringen können damit die anderen beiden dann noch sinnvoll nach oben schieben.

Andere Variante: Es wird nur ein einzelnes Rad gegen die Kante gedrückt. Nachteil: Dieses Rad hat keine Chance nach oben zu drücken, da das Moment wieder quer zur Kante wirkt.

Wenn ich mir das ganze (ohne Hubmechaniken, sondern nur mit drehbarer Lagerung der Doppelräder) so ansehe, bin ich mir ziemlich sicher, dass man keine Chance hat den Roboter um mehr als D/2 (der quer drehbaren Omni-Wheels) zu heben, da die nötige Reibkraft gegen die Kante einfach nicht aufgebracht werden kann.

Es bleibt hier also wieder nur die alt bekannte Variante den Roboter einfach über die Rundung der Omni-Wheels quer hoch zu drücken/schieben.

Betrachten sollte man wirklich die Idee jedes Radpaar einzeln anheben zu können und dann rauf zu zirkeln.

Das Problem hier ist generell, dass jeweils drei Punkt Bodenkontakt haben müssen, damit der Bot nicht umkippt. Die Kante muss also von der drehbaren Lagerung in einem Schritt überwunden werden, ohne dass diese in der Luft hängt.

...

Spät am abend, ich hoffe ich hab mich einigermaßen verständlich machne können.

[HannoHupmann]

@Andun da hast du völlig recht die Problematik hat sich mir auch schon auf getan. Sollte es der Roboter aber trotzdem schaffen mit den vorderen Radelementen über die Kante zu kommen, so wird er mit dem hinteren Rad unweigerlich hängen bleiben. Ein Roboter mit Omniwheels ist also defakto nicht in der Lage über Kanten zu fahren (außer man baut ihn so, dass sich die Räder auch noch drehen könnte in Fahrtrichtung, aber dann kann man die Omnieräder gleich durch normale ersätzen).

[Klingon77]

hi HannoHupmann,


Bau doch einfach eine Rampe welche nicht länger ist als eine normale Treppenstufe (also ca. 20 cm in den Raum hineinragend).

Das sollte beim gehen nicht hindern und den Robby in die Lage versetzen diese auch zu bewältigen, da der Winkel nicht allzu steil ist.


liebe Grüße,

Klingon77

[Manf]

Ein Bot mit drei Rädern sollte demnach so an die Kante fahren dass zwei Räder gleichzeitig hoch fahren.
Zum Nachziehen des dritten Rades sollte er mit einem Rad wieder herunter fahren, also mit einer 1/6 Drehung der Ausrichtung.
Er kann dann die Kante wieder mit zwei Rädern unten (und einem oben) angehen.

Mit der Kantenhöhe = Radradius wird es ohnehin schwer.
Vielleicht kannst Du die Schwellen auf ein Drittel des Durchmessers von verfügbaren Omiwheels abfeilen. O:)

Seit ich den Tribot gesehen habe denke ich dass das wohl fast der preiswerte Weg sein muss an drei große Omniwheels zu kommen, abgesehen von weiteren Teilen die noch nutzbar sein könnten.
http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:byD6y8AJj2PbgM:http://www.treasureplanettoys.com.au/store/images/T/F8042_a.jpg

[Günter49]

Für richtig viel Geld gibt’s hier auch richtig große Omniwheels:
http://store.andymark.biz/omniwheels.html

Gruß, Günter

[HeXPloreR]

Hallo,

mein Vorschlag wäre drei! Omniwheels (wenn man sie denn dazu benötigt?) so anzuordnen wie "Hanno" es oben andeutet im 120°Winkel - ich denke aber, das vier Räder deutlich stabiler wären um das Hinderniss zu überfahren. Die Reifen werden dann, möglicherweis samt Antrieb in einen drehbaren Bock verbaut. Diese Böcke lassen sich drehen und erzeugen somit das Bild von nem "Dreirad". Die zwei Reifen wäre dann vorne ;)
Und die Bauhöhe wäre natürlich auch etwas höher.

Federung? wird etwas schwieriger damit.

Vielleicht doch eher ein vierrädiges Allrad-Fahrzeug mit besonderer Lenkung um auf der Stelle zu drehen. Da ginge dann wieder ne Federung gut rein.


mfg

[HannoHupmann]

@HeXPloreR deinen Vorschlag hab ich nicht verstanden. Das Gefährt hat doch 3 Radelmente mit je zwei Rädern (so zumindest die erste Planung) und dieses Konzept wurde bereits verworfen.
Es gibt offensichtlich keine sinnvolle Lösung mit Omniwheels für einen Roboter mit 3 Radelementen, der über besagte Kante fahren kann.

Ich hab auch schon mit dem Gedanken gespielt eine Plattform mit vier Rädern zu entwickeln, dafür würde ich dann Mecanum Räder verwenden (die in D auch nur schwer zu bekommen sind). Ich bin mir aber auch noch nicht sicher wie ich einen Roboter mit vier Rädern aufbauen würde und ob ich das machen will.

[HeXPloreR]

Hallo Hanno,
also sinngemäß dachte ich in etwa an sowas, wie es unser Freund der Justin hat:
http://scr3.golem.de/?d=0903/justin&a=65762&s=3

Nur hatte ich dabei auch deine Vorgabe mit Omniwheels im Kopf bzw eigentlich mehr das an die Stufe heranfahren und "hochklettern" mit dem Rad. Das geht nur wenn es frei lieg und genug Durchmesser hat - und es müßte kein Omni sein. Ich denke das Bild zeigt es ganz gut, die einzelnen Räder lassen sich in der Laufrichtung drehen, und an so einen "Bock" pro Rad dachte ich.

Aber dazu benötigt man eher keine Omniwheels, aber ein viertes Rad wäre zwecks besserem Gleichgewicht zu empfehlen.


mfg

[HannoHupmann]

@HeXPloreR ist doch ätzend wenn einen Arbeitskollegen auch in der Freizeit verfolgen (der Justin steht quasi gegenüber von meinem Arbeitsplatz im Moment).

Ja da hast du recht, da braucht es dann aber wirklich keine Omnis. Mein ursprüngliches Konzept war auch stark am Justin angelehnt nur eben mit 3 Rädern und Omnis.

Für nen Roboter mit Mercanum-Rädern würde ich wohl auch wieder in die gleiche Richtung marschieren.

[HeXPloreR]

Hey,

hehe... naja ich finde das schon irgendwie witzig...wenn man bedenkt das ich Dir hier den Justin zeige wegen ner idee...und der quasi dein Kollege is...es also vor deiner Nase "liegt". Schreibst Du nächstmal noch nen Smilie rein - eigentlich magst Du doch den Justin total gerne ;)

Nichts für ungut, aber ich denke so in etwa könntest Du es machen.

Diese Mercanum-Räder brauchst du dafür schon mal nicht. Hab nicht geguckt, aber du sagtest die sind schwer zu bekommen - und preislich wohl auch nicht so günstig, denke ich.

Das einzige was ich mir vorstellen könnte, wäre das sich mit diesen M-Rädern weniger Widerstand beim drehen auf der Stelle entwickelt.
Federung wäre dann eine normale Parallelführung.


mfg

[HannoHupmann]

Mit den M-Rädern kann man auch schräg und parallel fahren (was nicht ganz unpraktisch ist).

Japp ich bin schon ein wenig traurig dass nächsten Freitag meine Zeit am Institut vorbei ist und ich nicht mehr mit sovielen netten (menschlichen und roboter) Kollen arbeiten darf.

Ich muss mal überlegen was sich da anbietet und ob ich da weiter dran arbeiten will oder nicht. Eventuell verzichte ich auch ganz auf ne Federung bei den M-Rädern.

[Buzzwang]

Vielleicht hilft das weiter. RHex Konzept. Schon etwas alt, aber relative einfache Lösung um Stufen zu überwinden.

http://www.dailymotion.com/video/x3g2y3_rhex_tech
http://ai.eecs.umich.edu/RHex/ProjectOverview.html