Hexabot "Scorpion" [Archiv]

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Scarabol

23.05.2010, 13:45

Hi,

ich möchte euch hier mein aktuelles Roboter Projekt vorstellen.

Mein Ziel ist es einen Hexabot zu bauen der zusätzlich einen Schwanz mit einer Kamera hat und vorne zwei Greifarme, wie ein Skorpion.

Der Bot soll über den Browser eines beliebigen Computer ferngesteuert werden. Außerdem soll ein Bild und Ton live als Webcam übertragen werden.

In erster Linie handelt es sich um ein Fun Projekt mit der Absicht das der Roboter später vielleicht auch einige nützliche Aufgaben erfüllen kann.
Dazu soll er mit verschiedenen Werkzeugen ausgerüstet werden.

Weitere Details:
Das Skelett des Bots soll aus verschraubtem oder vernieteten Aluminium bestehen. Der ganze Bot mit allen Teilen soll nicht mehr als 3Kg wiegen.

Um die Verbindung zu einem Computer zu realisieren plane ich meinen alten Router (Fritz Box Fon WLAN 7050) auf dem Bot zu montieren. Der Router bildet dann die Schnittstelle nach außen und verfügt über WLAN, LAN, USB, ISDN und Telefonschnittstelle.
Da der Router zur Zeit mit 341g noch relativ schwer ist entferne ich das Gehäuse sowie weitere nicht benötigte Teile. Das Gewicht ohne Gehäuse beträgt nur noch 160g.

Die Verbindung zu dem Router habe ich bereits über die serielle Schnittstelle an dem Router selbst realisiert. Man kann nun durch senden einfacher Strings an einen bestimmten Port die Strings direkt an das Minicontrol weiterleiten.

Um die Servos des Bots zu steuern benutze ich das RN-Minicontrol als Master und setze weitere 3 Microcontroller (ATMega48) für je 2 Beine ein. Diese berechnen dann ebenfalls die Positionen der Servos selbst.

Insgesamt soll der Bot über 6 Beine mit je 3 Servos, einem Schwanz mit nochmals 4 Servos und zwei Greifarmen mit je 2 Servos verfügen.

Als Servos benutze ich das TOP-LINE STANDARD SERVO RS 2 JR (233751 - 62) von conrad.de.
Für die Zukunft sind stärkere Servos von hitec geplant.

Die Spannungsversorgung des Robots läuft über 6 x 1.2V Akkus die ich in einem 6fach Batteriehalter am Bauch unter dem Bot bündele.

Als Vorbild für das "Fahrgestell" hab ich mir das Bild aus dem RN Wiki genommen:
http://www.rn-wissen.de/images/thumb/4/47/Hexapod.jpg/180px-Hexapod.jpg (http://www.rn-wissen.de/index.php/Bild:Hexapod.jpg)

Als Konstruktionssoftware benutze ich Inventor 10.

Kommunikation & Fernsteuerung:
Computer -> WLAN -> Router -> serielle Konsole -> RN Minicontrol -> I2C -> ATMEGA48-20PU -> je 2 Beine
Um den Roboter zu steuern werden die Befehle als String (Bsp: "[uC]PB1H" von einem Computer über LAN oder WLAN auf den Router am Roboter übertragen. Der Router schreibt den String direkt mit Hilfe von ser2net in seine serielle Konsole. Dort liest der uC den String aus und erkennt den Befehl an dem Prefix "[uC]". Dann wird der Befehl vom Microcontroller ausgeführt. (Status: fertig & getestet)

Technische Daten:
Gewicht:
26 x Servo a 40g gesamt 1040g
6 x Akku a 25g gesamt 150g
6 x Bein a 40g gesamt 240g
1 x Schwanz a 120g
2 x Greifarm a 40g gesamt 80g
1 x RN-Minicontrol a 41g
1 x Router a 160g
Gesamtgewicht: 1831g

Engergieversorgung:
6 x 1.2V Akkus mit je 2300mAh in Reihe geschaltet, gesamt 7,2V und 2500mAh
1 x 8.4V Akku mit 250mAh auschließlich für die Logikspannung gedacht.

Fritzbox Fon WLAN 7050:
Stromverbrauch: 4 - 9Watt
Gewicht: 341g
Gewicht ohne Gehäuse: 160g

TOP-LINE STANDARD SERVO RS 2 JR:
Gewicht: 40g
Stellmoment: 35Ncm
Spannung: 6V
Strom: ???

RN-Minicontrol:
Gewicht: 41g
Spannung: 12V
Strom: 30mA
Spannungsregler mit Kühlkörper

Freue mich über alle Anregungen, Kritik, Tipps und Vorschläge!

MfG
Scarabol

TobiKa

23.05.2010, 14:30

Hi

Mit den Billigservos von Conrad kannst du das mal voll vergessen!
Da wirst du Servos jenseits der 30Euro Grenze nehmen müssen und da wirds bei 22 Servos natürlich Interessant...
Ein Hexabot ist so ziemlich die teuerste Möglichkeit nen Roboter zu bauen!

Engergieversorgung:
10 x 1.2V Akkus mit je 2300mAh in Reihe geschaltet, gesamt 12V und 23Ah
Falsch, die Spannung verzehnfacht sich zwar, aber der Strom nicht!
Wenn man bedenkt das Servos (welche die stark genug für nen Hexabot sind) Strom im zweistelligen Bereich ziehen können, dann saugen die dir deine "kleinen" Akkus sofort leer.
Du dürftest um nen anständigen LiPo nicht herumkommen.

Ich weiss ja nicht was du an Kosten eingeplant hast, aber es dürften nicht unter 1000Euro werden.

Chaosmann

23.05.2010, 15:43

Zu den Servos ein Zitat aus rn-wissen:

Ein Rechenbeispiel

Des weiteren ist es wichtig zu erwähnen, dass je nach Bauart des Beines, also z.B. denjenigen, die sich weiter an der Seite des Bots befinden, enorme Hebelkräfte auftreten. Um die passenden Servos für seinen Roboter herauszusuchen, hier ein Rechenbeispiel:

http://rn-wissen.de/images/d/df/Beine65.jpg

Gegeben sei "a" als größtmöglicher Abstand zum Körper (blau). Je nach Bauart des Roboters und der Wahl der Bewegung sind entweder 3 oder 4 oder gar 5 Beine gleichzeit am Boden. Auf diese wird das gesamte Gewicht des Roboters verteilt. Uns interessiert an dieser Stelle, wieviel Ncm im Schultergelenk notwendig sind, um den Roboter hochzudrücken. Aus der Zeichnung wird wieder deutlich, warum es sinnvoll ist, den Unterschenkel möglichst senkrecht zu halten und den Oberschenkel waagrecht. Unter dieser Positionierung muss das Kniegelenk nämlich kein Drehmoment übertragen.

Aber zurück zur Rechnung.

das Drehmoment in der Schulter wird wie folgt berechnet: (Gewicht /Anzahl der Beine)* Hebelarm = Drehmoment in der Schulter

in unserem Beispielt a=10cm; G=1kg--> 1kg * 9,81m/s² = 9,81N ~ 10N; 3Beine am Boden

(10N / 3)* 10cm = 33,3Ncm

Wir benötigen also in der Schulter Servos, welche mindestens 33,3Ncm schaffen, zur Sicherheit wären 35Ncm sinnvoller. Die Rechnung lässt sich natürlich auch so umstellen, dass anhand der Servos das Gesamtgewicht ermittelt werden kann:

(Drehmoment der Servos/Hebelarm)* Anzahl der Beine = Gewicht des Roboters

Da du ja selbst schon beim Zusammenrechnen auf 1750 g kommst, bräuchtest du Servos mit mindestens 58,275 Ncm. Wobei diese dann permanent am Limit laufen würden und noch nicht einmal alle Bewegungen erlauben würden.
Diese Rechnung passt auch nur, wenn die Dimensionen bei dir nich größer ausfallen.

Zu den Akkus:
Rein vom Gewicht her tippe ich mal, dass du Mignon-Zellen veranschlagst.
im normalen Betrieb zieht ein Hexabot um die 3 - 4 Ah, bei extremen Bewegungen können es aber auch mal 10 Ah sein. Hier steigen die Akkus dann aus. Vorher wirst du jedoch mit dem Akkuhalter Probleme bekommen, da die Kontaktfläche zwischen den Zellen und den Federn so gering ist, dass diese Ströme nicht fließen können (Beispiel aus einem anderen Forum mit nur vier Servos (http://www.lynxmotion.net/viewtopic.php?f=2&t=5154)).

Hier gibt es zwei Alternativen:
Zum einen NiCd-Packs - günstig, aber schwer wenn man das Leistungsgewicht ausrechnet - zum anderen LiPo-Packs - etwas teurer, aber im Moment das Beste, was man im Bezug auf das Leistungsgewicht bekommen kann. Hier lohnt ein Blick bei hobbyking.com (http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/DE.asp) (verlinkt zum deutschen Lager), da die ein Lager in Deutschland haben in dem sie viele Turnigy-Akkus zu guten Preisen haben.

JoeBlack

23.05.2010, 15:48

Ich würde auf die Fritzbox verzichten, zumal sie nach Deinen Angaben bis zu 1,2A zieht.
Lieber ne kleine Funkverbindung zu nem Rechner und dann von dort aus ins Wlan falls Du das so willst oder eben ein Wlan Modul, aber nicht gleich die Fritzbox nur deswegen.
Denn Strom ist mangelwahre auf dem Bot und ihn dann verschwenden für sowas muss nicht sein.
Da gibts wie bereits erwähnt stromsparendere Lösungen.

An sonsten - lass Dich nicht aufhalten und ich freu mich auf weiteres von Deinem Projekt.

Scarabol

23.05.2010, 16:20

Hi,

danke für eure Antworten. Bin sehr zufrieden, da ich wie zu erwarten einige Sachen nicht berücksichtigt habe.

Die Akku Rechnung hab ich korrigiert.

Zur Fritzbox ist noch zu sagen, dass 1.2A der Wert des Netzteils ist, also sollte die Fritzbox im "normalen" Betrieb deutlich unterhalb dieses Wertes liegen.
"Normale" Funkmodule finde ich wegen ihrer fehlenden Kompatibilität zu PC's unpraktisch ich möchte nicht das der Bot auf den PC angewiesen ist. Außerdem erhoffe ich mir von dem Router weitere Vorteile bzgl. WLAN Verschlüsselung bzw. der Tatsache, dass ich den Router einfach durch einen neuen oder anderen austauschen kann.

Was das Hauptthema die Servos angeht bin ich etwas optimistischer, da ich den Hebelarm mit 10cm viel zu lang finde, ich gehe bei mir eher von 6cm aus.
Als Gangart muss ich aber wohl trotzdem auf 2 Beine in der Luft 4 am Boden umsteigen, da habt ihr recht das klappt sonst nicht.

Das Gewicht wird wie üblich dann der finale Projektschritt werden. Das Gewicht für das Minicontrol beträgt doch nur 41g. Die erste Version meines Bots wird wohl ohne den Schwanz und die Kamera gebaut werden, aus Kosten und Gewichtsgründen.

MfG
Scarabol

TobiKa

23.05.2010, 16:38

Selbst dann hab ich bei den Conrad Servos so meine Zweifel.
Also wenn du dir selbst einen Gefallen tun willst, kauf gleich ordentliche! Sonst kaufst du zwei mal.

Die Conrad Servos sind wenn dann vielleicht gut genug um n Infrarotsensor oder ähnliches zu schwenken.

Schau dir mal den SD21 Servocontroller an. Nimmt dir viel Arbeit ab!

Zum WLan:
Es gibt auch WLan Module, die sind zwar nicht so günstig, wiegen dafür aber nichts und ziehen nicht viel Strom.

Scarabol

23.05.2010, 17:22

Hi,

kannst du mir vielleicht bei dem WLAN Modul weiterhelfen, ich finde nichts vernünftiges was auch nur anähernd mit der Router Lösung konkurieren könnte, entweder sind die Dinger sau teuer, oder benutzen Compact Flash WLAN Karten (wusste gar nicht das es das gibt) oder sie sind nicht Verschlüsselungsfähig usw. usf....

Die Fritz Box läuft wohl mit einem Linux System, da geht wohl noch viel mehr!....

MfG
Scarabol

TobiKa

23.05.2010, 17:44

Ich würde mir darüber jetzt noch garkeine Gedanken machen...
Bau den Hexabot ohne den ganzen schnick schnack. Alles nur soweit das er selbstständig läuft.

Bis du soweit bist wirst du auf soviele Probleme stoßen das du das ganze Projekt aufgeben wirst (mangels Geld, Wissen, Können). Es geht nicht gegen dich persönlich, aber du scheinst dir das alles viel zu einfach vorzustellen.

JoeBlack

23.05.2010, 18:41

Wenns nur um ne Funkstrecke zum Bot geht dann gibts da recht billige Module z.b. das RFM12.
Ist eben recht aufwändig von der Programmierung her aber dafür sehr billig.
An sonsten finden sich in diversen Shops auch andere Funkmodule im Bereich von 433 und 868 MHz.
Ein konkretes WLAN-Modul kann ich Dir nicht empfehlen, da müssen andere mit mehr Erfahrung auf dem Gebiet was dazu sagen.

Ich hoffe mal, dass Dir das hilft.

Scarabol

23.05.2010, 20:29

So ich hab jetzt alles noch ein wenig optimiert und in der Konstruktionssoftware abgestimmt, sollte also theoretisch funktionieren. Ich fange jetzt an und zeichne die Blechteile für die Beine vor. Aussägen geht aber leider nicht vor Mittwoch, da ich mir noch das Werkzeug besorgen muss...

JoeBlack

23.05.2010, 23:02

Wie heisst es doch so schön: "Gut Ding will Weile haben"^^

Du kannst Dich ja bis dahin mal noch ein bischen über Funkmodule informieren.
Eine kleine Strecke zu überwinden ist eigentlich nicht das Problem und je nach dem wieviel Du eben selbst machen kannst/willst von der Software her, bekommst Du das ganze auch für vieleicht so 10€ - 20€.
Es gibt natürlich auch Rundum-Sorglos-Pakete allerdings sind die deutlich teurer. Sie bieten jedoch auch ne fertige, drahtlose RS232 Verbindung bei der Du nur noch die Baudrate einstellen musst.

Klingon77

24.05.2010, 16:12

hi,

ich habe mir Deinen Entwurf angeschaut.

Du solltest für die Servos sog. Gegenlager einplanen.
Sie reduzieren die Belastung für die Servos enorm und tragen ganz wesentlich zur Lebensdauersteigerung bei.

Beim Kauf der Servos würde ich, was die Stärke betrifft, sehr großzügig agieren.
Es ist nicht damit getan das der Servo das Gewicht eben so heben kann.
Durch stärkere Motoren gewinnst Du auch an Dynamik in den Bewegungen.

Ein weiterer Aspekt bezieht sich auf die Mechanik in den Servos.
Diese sind ebenfalls nur für die entsprechende Leistung ausgelegt.

Wenn Du nun Servos kaufst, welche permanent knapp unterhalb ihrer Leistungsgrenze agieren verringert sich die Lebensdauer aufgrund der mech. Belastung drastisch.
Aus diesem Grund rechnen Maschinenbauer und wohl auch die Elektroniker immer eine sog. Sicherheitsreserve ein.

Die benötigte Reserve trägt dann auch zur Nachhaltigkeit des Systems bei.
Dabei hast Du in der Verlaufskurve (Last / Anzahl der Bewegungen bis zum Strukturversagen) keinen kontinuierlichen Verlauf!

Beispiel: (aus dem Kopf nach mehr als 20 Jahren und sicher fehlerbehaftet)

Du belastest ein System mit 50 N.

* Das System ist so ausgelegt daß es 51N aushält bis es bricht.
Die Lebensdauer (Anzahl der Belastungsfäller) liegt bei ca. 10

* Das System ist für 100 N ausgelegt.
Die Lebensdauer liegt bei ca. 1000

* Das System ist für 150 N ausgelegt.
Die Lebensdauer liegt bei ca. 1.000.000

Wie gesagt:
Die Verlaufskurve ist nicht linear und die Werte stimmen sicherlich auch nicht (kommt auch auf das System und die Belastung an).
Da können andere im Forum sicherlich mehr dazu schreiben.

Ich wollte nur mal den Zusammenang von Belastungsfällen und der Systemauslegung grob skizzieren.

Deshalb kaufe liebe gleich richtig gute Servos welche mindestens das doppelte der geplanten Last aushalten.
Denke dabei auch an künftige Erweiterungen; so ein Robby wird ja schließlich nie fertig; ist wie mit der Spielzeugeisenbahn :-)
Ein Metallgetriebe mit dopplter Lagerung sind ebenfalls wünschenswert.

liebe Grüße,

Klingon77

Scarabol

24.05.2010, 17:38

Hi,

richtig gute Servos kosten mich 20€ oder 30€ das Stück das macht bei 6 Beinen mit je 3 Servos ne Menge Geld, das ich im Moment leider nicht hab. Zur Zeit kostet mich 1 Servo 3€ das kann ich noch verkraften. Wie du schon sagst wird so ein Bot nie fertig und daher plane ich durchaus schon ein, das ich die Servos früher oder später tauschen werde, aber erstmal will ich einfach nur was zum rumspielen haben. Ich denke ich werde die Servos mit der Zeit kaufen und dann austauschen.

Mit Gegenlager meinst du sicherlich Gegengewichte die dem Gewicht des Bots und damit dem Drehmoment im Servo entgegenwirken richtig?

MfG
Scarabol

Klingon77

24.05.2010, 17:49

hi,

als Gegenlager wird die Servolagerung am Servoboden bezeichnet.

Lies doch mal ein wenig in den anderen Hexa-Thread´s.
Dort findest Du jede Menge Anregungen in Wort und Bild.

liebe Grüße,

Klingon77

HannoHupmann

25.05.2010, 08:25

Nachdem ich hier ja zu den "alten Hasen" in Sachen Hexabots gehöre melde ich mich nun doch mal zu Wort (außerdem hab ich erst jetzt den Thread ganz durchgelesen).

Mir fallen sofort zwei Möglichkeiten für dich ein Scarabol:
A) Du zahlst ordentlich Lehrgeld für einen Prototypen und machst genau so weiter wie von dir beschrieben

oder
B) Du gehts es langsam an und zeigst uns erst mal deinen Konstruktionszeichnungen und sparst dir das Geld für eine Fehlentwicklung.

Deine Planung zeigt mir einfach, dass du Anfänger bist (das ist ok das waren wir alle mal) und ganz viele Anfängerfehler machen wirst (die aber nicht sein müssen, dafür gibts hier erfahrene Hexabastler).

Ich fang mal bei den Grundlagen an:
1) Hexabots mit billigservos baut man höchsten aus Balsaholz nicht aus Blech.
2) Richtige Hexabots baut man auch nicht aus Blech, sondern auch Aluminium, Lexan oder Dipond.
3) Der Begriff Gegenlager sollte die etwas sagen!
4) Die Momente in den Servos werden nicht geschätzt sondern berechnet. Ich fürchte, dass dein Hexa sich mit Müh und Not auf den eigenen Beinen halten kann.
5) Für sauberes "Laufen" benötigt der Hexa Servohörner aus Metall (die gibts nur für wenige Servos, daher beim Kauf darauf achten).
6) Wenn man schon kosten Reduzieren musse, dann spar an der richtigen Stelle. Einige Servos können tatsächlich günstig ausgeführt werden, andere müssen Power haben. Die im Schwanz können sicher mit weniger Kraft auskommen
7) Ein Schwanz führt dazu dass sich der Schwerpunkt nach hinten verlagert, dies ist Konstruktiv zu beachten und gegebenenfalls mit den Akkus auszugleichen
8 ) Bei der Mechanik kann man soviel Falsch machen - über das man sich später ärgert - dass ich es hier pauschal als Punkt aufnehme. Zumal ich deine Konstruktion nicht kenne und das Vorbild aus dem RN-Wissen auch höchstens als Skizze und nicht als Bauanleitung dienen kann.

Ich hör hier jetzt auf weitere Punkte zur Mechanik anzusprechen sondern wechsel zur Elektronik/Steuerung, außerdem wissen 77 Klingonen darüber noch besser bescheid als ich ;-):
1) 12V Stromversorgung auf einem Hexa ist völliger Blödsinn (entschuldige den Kraftausdruck).
1a) Die Servos benötigen eine Spannung von 6V bis 7,2V (meine laufen mit 7,2V was bei guten Servos kein Problem ist).
1b) Die Logik benötigt 5V mit einem Spannungsregler von 12V auf 5V zu wandeln verbrät jede Menge Energie in Wärme. Hier würde man in so einem Fall einen DC/DC Wandler einbauen (TRACO POWER z.B. hab ich in meinen Wall E).
1c) Logik und Leistungselektronik müssen bei einem Hexabot getrennt sein! Andernfalls zucken die Servos und man fragt sich warum das System dauernd spinnt.
1d) Mein Vorschlage: Einen LiPo mit 7,2V (kostenpunkt um die 25V) und einen 9V Block für die Logik, den kann man dann ohne Sorge mit nem Spannungsregler auf 5V setzten. Saubere gemeinsame Masse und alles ist gut.
1e) Du kannst die 12V für die Servos nicht auf 6V mit nem Spannungsregler wandeln, dass packen die nicht und auch mit einem DC/DC wandler wird es schwierig da die Einschaltströme so hoch sind.

2) Das RN-MiniControl (habs mir gerade nochmal angeschaut) wird nicht reichen um 22 Servos anzusteuern. Der µC ist nicht performant genug. Ich hab mit dem Board noch nicht gearbeitet aber ich kenne keinen Hexabot der damit gesteuert wird. Mindestens noch ein Servocontrollboard, aber besser mehrere µC die sich die Arbeit teilen (meiner arbeitet mit einem Propeller Chip, andere verwenden mehrere Mega32, oder eben einen Mega32 und ein Servoboard). Abgesehen davon müsste man das Board eh noch umbauen um die Leistungversorgung auf die Steckplätze zu bekommen.

3) Warum willst du eine krabbelnden W-Lan Router bauen? Über funk kannst du bei deinem Setup überhaupt nichts steuern, denn es wird dir kaum gelingen die Fritzbox so zu cracken, dass du damit nen µC ansteuern kannst. Die hat keinen RS232 Anschluss und damit auch keine Möglichkeit Daten irgendwie komfortabel hinaus zu schicken. Einzige möglichkeit wäre den µC ans LAN zu hängen, das ist aber auch ziemlich kompliziert, da µC normalerweise kein LAN unterstützen. Wird also auf eine Adapterplatine hinaus laufen. Ziemlich aufwendig und unsinnig wegen des Stromverbrauchs. Da lieber ein Radiocontroll einsetzen.
4) usw.

Jetzt lass ichs gut sein. Scarabol du siehst mir fallen allein schon beim durchlesen soviele Sachen auf die ich an deiner Stelle anders machen würde, dass ich dir dringend rate dein Konzept nochmal zu überdenken.
Ich hab viele Jahre an meinem Hexa gebastelt, ich hab erst einen vierbeinigen Prototypen gebaut (weil billiger), den dann auf 6 Beine erweitert (der vierbeiner viel einfach immer um). Für den hab ich billige Servos verwendet (5€ bei Conrad) und ungefähr nochmal die gleiche Menge als Ersatz weil mir dauernd die Zahnräder gebrochen sind.
Jetzt hab ich HiTec 475HB Servos drin (21€ das Stück) und damit gehts einigermaßen, lieber wären mir mitlerweile welche mit mehr Nm (so für 50€ das Stück, nur das kann ich mir auch nicht leisten).
Alle Servos haben kugelgelagerte Gegenlager. Der komplette Hexa ist aus Dibond und Lexan. Ein teurer LiPo sorgt für die nötige Power. Vermutlich steckt in dem ganzen System weit mehr als 1000€ und mindestens genauso viele Stunden an Zeitaufwand. Unter 500€ Budget brauch man sowas eigentlich nicht anfangen, wenn es vernünftig werden soll. Darunter würde ich dir eine Version aus Balsaholz empfehlen, sowas wurde auch schon im Forum gebastelt und funktioniert ganz passabel.
Hier die Links zu meinen Hexas:
Phoenix
(http://www.thomasboegle.de/phoenix.htm)
Phoenix²
(http://www.thomasboegle.de/phoenix2.htm)

Jetzt bin ich gespannt ob ich Dich überzeugen konnte oder ob du lieber erst mal Lehrgeld ausgibst und dafür einen unbefriedigende Lösung bastelst.

ikarus_177

25.05.2010, 13:02

Hi,

auch ich hab' einen Hexa gebaut, allerdings als erstes "richtiges" Roboterprojekt, nachdem ich mit RN-Control & RP5 in die Robotik eingestiegen bin.
Sich gut über schon bestehende Projekte & Roboter zu informieren, ist sicherlich nicht schlecht - man kann Fehler der anderen vermeiden und bekommt eine Ahnung, in welche Richtung der spätere Bau in etwa gehen soll oder wird.

Wenn es dich interessiert - auf meiner HP (siehe Signatur) sind ein paar Informationen zum Bau verfügbar.

Viel Glück & Spaß bei der Entwicklung und dem Bau deines Hexas,
ikarus_177

MeckPommER

25.05.2010, 15:58

Hi,

fange mit der Elektronik und einem Bein an. Bis sich das so bewegt, wie es soll, vergeht auch einige Zeit ;-) Und noch ein paar Gedanken ...

- mit normalen Batterien steht der Bot niemals auf.
- verderbe dir selber nicht den Spaß an der Sache indem du billig-Servos nimmst. Damit kann der Bot nichtmal stehen. Dann lieber langsam und erfolgreich basteln.
- schaue, welche Fehler die anderen gemacht haben - es macht keinen Spaß, teure Fehler zu widerholen.
- Murphys Gesetz: ein Bot wird immer 1,5 Mal so schwer wie geplant.
- 22 Servos brauchen nicht nur Strom, sondern Strom, Strom und nochmehr Strom ... das muss man in allen Aspekten berücksichtigen. Da spielen schon Leiterbahndicken eine Rolle und Kontaktwiderstände an den Akkus
- das Gebastel macht verdammt viel Spaß :-)
- ein brauchbarer Hexapod kostet mindestens 600-1000 Euro. Mein Marvin dürfte so bei 1500 liegen und der nächste wird noch teurer (nur zu bauen, da die Vorversion demontiert wird)
- fange nicht an, wenn du nicht bereit bist, eine schaltung auch 3 mal neu aufzubauen ;-)

Gruß MeckPommER

Scarabol

26.05.2010, 14:37

Hi,

ich war kurz nicht da und schon so viele Posts klasse!

Ich hab jetzt schon einige Hexathreads gelesen, aber ich finde einfach keine Erklärung zu den Gegenlagern, was soll das sein, wie funktionieren diese?

Ich will natürlich das ganze langsam anfangen hab auch kein Problem mit seeehr langsam, da ich jung bin und wenig Geld. Also länger planen, das kostet erstmal nix und spart hinterher viel Geld...

@HannoHupmann
Zu 4. Ist kein Problem ich hatte Maschinenbau als LK im Abi daher kenn ich ein bischen was von Kräften und Momenten, eine Berechnung folgt auf jedenfall noch.

http://www.hit-karlsruhe.de/aol2mime/fritzbox7050.htm
Stromversorgung
Mitgeliefert werden verschiedene Netzteile, z.B.
* 12V=/1,2A stabilisiert (Schaltnetzteil)
* 12V=/1A (Netztrafo mit Gleichrichtung und Elko)
Die Eingangsspannung wird in einem 16V-Elko gepuffert und dann mit einem Schaltregler Typ MC34063 auf 3,3V gebracht.
Die Stromaufnahme beträgt bei 12V bis 540mA.

Daher werden die 12V überflüssig, ich baue den Router direkt so um, dass ich die 3,3V anschließen kann.
Ich bin also immernoch von der Router Idee begeistert, da ich mit dem AVR NET IO Bausatz auch eine einfache und relativ günstige (20€) Schnittstelle bekomme, die ich auch noch für ein Projekte wie einen AVR Webserver benutzen kann.

Zu 1d. Lipos sind zwar leicht und haben Leistung, aber auch verdammt teuer zu den 25€ kommen nochmal die Kosten für ein Ladegerät und wie ich mein Glück kenne nach 2-3 Monaten auch ein neuer Lipo (zu empfindlich)
Was das gesparte Gewicht angehe ein 1.2V NiMH Akku wiegt 25g mal 6 also 7.2V bei 2300mh sind also 150g. Was würde ein Lipo mit dieser Kapazität wiegen?

Zu 2)
Ich werde wohl um die Servos zu steuern noch 1 oder 2 AtMega48 verwenden und diese mit I2C über das Minicontrol ansteuern.

Zu 3)
Die Fritz Box muss nicht "gecrackt" werden das haben andere schon erledigt. Was mir noch fehlt ist ein Program für den bereits vorhanden Linux Kernel das mir die Möglichkeit gibt nach "draussen" mit einem uC zu kommunizieren.

@Ikarus
Danke für den Hinweis hab schon einiges über dein Projekt gelesen und bin echt beeindruckt.

@MeckPommer
Kannst du mir nen Anhaltspunkt geben von wie viel Strom du hier redest? Diese "kleinen" Servos von 35Ncm sollten doch nicht so viel verbauchen. Ich denke das liegt so um die 100mA bei Volllast.

Hier noch eine Frage an alle Hexabastler:
Warum habt ihr zwischen Rumpf und Oberschenkel immer einen 180° Winkel? Das erhöht das Drehmoment doch sehr stark. Hier währ ein kleiner Winkel wie bei meinem Bot doch günstiger oder überseh ich wieder etwas?

Zuletzt noch ich bin Bastler ich bau den Kram auch 1000mal wieder neu zusammen.

MfG
Scarabol

MeckPommER

26.05.2010, 15:02

Servos, die du gebrauchen kannst (also NICHT die 35Ncm-Teile) können auch mal 1,5A oder 2A ziehen. Mein Bot liegt in Schnitt bei 5-8A, dabei gibt es aber kurze Spitzen bis locker über 20A.
Das bringen dir die 1.2V NiMH-Akkus leider nie im Leben. Dafür gibt es spezielle Racing-Akkus, die aber wiederum auch nicht billiger werden als LiPo-Akkus. Stichwort: Hochstrom-Zellen.
Um mit einem LiPo gleichzuziehen bräuchtest du mindestens 8-10 parallele 6-Packs an normalen NiMh-Zellen. Wie es dann mit dem Gewicht und den Kosten aussieht, kannst du dir sicher denken ;-)
Berücksichtige auch, wie lange es dauert, bis normale Akkus geladen sind. Einen Lipo hast du in einer Stunde wieder betriebsbereit.

Was die Steuerung angeht: nurmal ein Gedanken ... wie wäre es mit einer Bluetooth-Verbindung mit 2 BTM-222? Funktioniert echt prima und dürfte Platz und Gewicht sparen.

Gruß MeckPommER

Scarabol

26.05.2010, 15:56

Wow, das hätte ich jetzt nicht gedacht das die so viel Power ziehen, da muss ich auf jedenfall nacharbeiten...

Eine Bluetooth Verbindung finde ich auch sehr interessant. Kannst du mir sagen, wo ich das Modul günstig bekomme, hab das mal bei U Radig gesehen, aber da kann ich es glaub ich nicht bestellen?

MfG
Scarabol

Chaosmann

26.05.2010, 16:14

Hi Scarabol,

in dem Thread zu meinem Hexa sind etliche Bilder, die die Funktion der Gegenlager klären sollten.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=48903

Gruß
Daniel

HannoHupmann

26.05.2010, 16:17

Mein LiPo mit 7,4V und 2100mAh wiegt ziemlich genau 100g und hat 18C damit kommt mein Hexa ganz gut über die Runden (laufzeit ist etwas unter 40mins). Gekostet hat er mich bei einer Geschäftsauflösung 35€.

Du schreibst immer so locker:"Dann nehm ich einen Mega48 und steuer die andern über I²C an" oder "was mir fehlt ist ein Programm für den Linux Kernel das ..." an solchen vermeintlich trivialen Problemen kann man wochen sitzten, vor allen wenn man nur wenig Programmiererfahrung hat. Gerade im Bereich Hardwareprogrammierung muss man mit sehr vielen möglichen Fehlerquellen kämpfen.
Abgesehen davon brauchst du für nen Hexa auch nen Algo für die Inverse Kinematik und die ist zwar lösbar aber auch nicht so einfach zu implementieren (meine hat 800 Zeilen Code). Daher ist ein guter Ansatz erst mal 1 Bein in den Griff zu bekommen, statt gleich einen Hexa mit lauter zusatzfunktionen.

Den Winkel haben wir weil wir die Servos dafür ausgelegt haben sowas zu können, damit kann sich der Roboter am schnellsten Bewegen. Es wäre aber doof die Servos nur für spitzere Winkel auszulegen, dann limitiert man die Bewegungsmöglichkeiten und ist eigentlich eh schon zu hart an der Grenze des Möglichen.

Scarabol

26.05.2010, 16:59

... damit kann sich der Roboter am schnellsten Bewegen. Es wäre aber doof die Servos nur für spitzere Winkel auszulegen, dann limitiert man die Bewegungsmöglichkeiten und ist eigentlich eh schon zu hart an der Grenze des Möglichen.

Wieso soll er sich so schneller bewegen?

Ich denke nicht das die Servos für spitze Winkel dimensioniert werden sollten, aber beim laufen sollte der Bot darauf achten das spitze Winkel benutzt werden, um Energie zu sparen.

An welche Bewegungen denkst du wenn du sagst "limitiert man die Bewegungsmöglichkeiten" ich kann mir im Moment keine Bewegung vorstellen (außer Treppensteigen) oder große Hindernisse bei denen der Bot sein Knie so hoch heben sollte.

Ich hab gerade bei Chaosmann's Hexbot gesehen was ihr immer mit Gegenlagern meint. Ich denke das die bei meiner Konstruktion derzeit keinen Sinn machen, da meine Beine ja "nur" aus 1 Alu Blech bestehen und keine 2 Teile haben.

MfG
Scarabol

Chaosmann

26.05.2010, 17:10

Beim Laufen fallen bei spitzen Winkeln die einzelnen Schritte deutlich kleiner aus, da die Beine dichter am Körper sind. Dadurch wird der Bot sehr langsam und auch die Rotationsfähigkeit des Körpers um die Achsen wird stark eingeschränkt.

Gerade die Tatsache, dass deine Beine nur einfach ausgelegt sind, ist aber der Schwachpunkt in der Konstruktion.
Die Servos werden deutlich stärker beansprucht und die Getriebe bekommen Querkräft ab, was bei Metallgetrieben schon problematisch ist und bei den Plastikgetrieben der billig Servos deren tod bedeutet.
Außerdem fängt das gesammte System an zu schwingen und du bekommst keine sauberen Bewegungen.

Scarabol

26.05.2010, 18:05

http://www.youtube.com/watch?v=ret8aKdr3Aw&feature=related

Hier wird beinahe die gleiche Konstruktion verwendet die ich auch wählen würde, also wieso das zusätzliche Gewicht?

Hier wurden sicherlich auch keine Billigservos benutzt, das seh ich auch :-)

MfG
Scarabol

Chaosmann

26.05.2010, 19:41

Die Servos sind Hitec 645MG und kostet ca. 35 € jeweils.
Die Standardservos bei Hexabots.

Schau dir die Bewegungen von dem mal an. Immer wenn er nach einer Bewegung still halten soll, schwingt er noch nach.

Bei dem Bot wird übrigends auch die ganze Bewegung auf einem PC in Mathlab berechnet und dann via Funk an den Bot übertragen.

Gruß
Daniel

Klingon77

26.05.2010, 19:53

hi,

für die Entwicklung und den Bau des Hexas kannst Du sicherlich mehrere Monate einplanen.

Wenn Du es so machst, wie oben beschrieben; also mit einem Bein und drei Servos beginnst und die ans Laufen bringst hast Du auch was vorzuweisen.

Mit positiven Ergebnissen lässt sich sicherlich auch aus Papa´s, Mama´s oder der Lieblingstante´s Geldbeutel der Eine oder Andere Schein entlocken, damit Du weiterbauen kannst.

Falls doch nicht, hast Du selbst mit einem Bein schon viel gelernt.
Dann wünschst Du Dir die entsprechenden Komponenten zu Geburtstag, Namenstag, Weihnachten, Ostern, bestandenem Abi oder sonst was.

Die Idee, die Servo´s entsprechend Ihrer Belastung zu kaufen ist sicherlich ebenfalls sinnvoll.

Bedenke bitte dabei die Belastungsgrenze in Zusammenhang mit der Wiederholhäufigkeit (siehe oben).

Ich würde die Servo´s (aus dem Bauch heraus) mit der doppelten Leistung wie berechnet kaufen.
Dann hast Du für später, wenn das gute Stück mal läuft auch noch "Luft" für zusätzliches Gewicht bei geplanten Erweiterungen.

Ansonsten beachte bitte bei den Servos.
* doppelt Kugelgelagert (steht in der Beschreibung)
* Metallgetriebe
* Servohorn aus Metall

Beim Gegenlager handelt es sich um eine zusätzliche Lagerung am Gehäuseboden.
Dieses Lager muß mit dem Servohorn "fluchten", also auf der gleichen Achse liegen.

Die Forumssuche mit dem Begriff "Gegenlager" ergibt 74 Treffer.
Lies Dir bitte die Hexa-Threads alle durch; nimm Dir die Zeit.

liebe Grüße,

Klingon77

MeckPommER

26.05.2010, 21:13

Noch ein paar Gedanken ...

ich kann gut verstehen, wenn du am liebsten Billig-Servos nimmst, um schnell anfangen zu können. Ok, kannst du machen, aber bitte nur 3 Stück kaufen um damit erstmal ein Bein zu realisieren an dem du experimentieren kannst. wenn du 20 Servos a 5 Euro kaufst für den späteren Bot, sind das 100 weggeschmissene Euro. Es mag komisch klingen, aber grade, wenn du nicht viel Geld hast, solltest du nicht die billigen kaufen um Geld zu sparen. Frag mal die Botbastler hier, ich könnte wetten, viele haben in ihrer Grabelschublade Billig-Servos, die sie nicht ohne Grund gaaaaaanz weit weg gelegt haben ;-)

Die Herausforderungen liegen im Detail. Oder wie jemand mal sagte "in einigen kleinen Problemen stecken große Probleme, die raus wollen" :)

Einen Servo ansteuern ... kein Ding, einfach alle 20ms ein Impuls bestimmter Länge senden und der Servo bewegt sich. Schön und gut, aber die Details ... mein erster Hexa kannte nur feste Beinpositionen, die er stur abgearbeitet hat. Hey, was war ich stolz, als es funktionierte! Aber man kann es auch besser machen: Inverse Kinematik ist das Stichwort - Der Bot berechnet die nötigen Beinpositionen, um sich in eine gewünschte Position zu begeben.
Das braucht allerdings schon einiges an Rechenpower. Aber es geht immernoch besser: unterschiedliche Beinhöhen, Beinlängen und unterschiedliche Schrittsequenzen. Und es geht noch besser: Schrittfolgen, die vom Bot optimiert werden um nur die Beine zu bewegen, die am unsichersten stehen.
Das alles habe ich in meinem Bot realisiert und es hat lange gedauert, bis das alles funktionierte. Realisieren konnte ich es nur, weil ich Zeit und Geld investiert habe und Bauteile gekauft habe, die ich wiederverwenden konnte.
Und trotzdem fallen einem immer wieder Verbesserungen ein, die man realisieren möchte. Die nächste Version, die grade in der Planung ist, wird die Kraft messen können, mit der jedes einzelne Bein auf dem Boden steht.

Das alles sollte nur dokumentieren, das man selbst an Kleinigkeiten Ewigkeiten basteln kann. Um einen Bot zu bauen braucht man echtes Durchhaltevermögen in allen Belangen. Wenn dein Geld einfach nicht reicht, dann baue eine Version auf Rädern die ansonsten alle von dir gewünschten Funktionen hat. Räder-Bots sind um einiges günstiger zu realisieren.

Gruß MeckPommER

Scarabol

26.05.2010, 22:41

...viele haben in ihrer Grabelschublade Billig-Servos...

Stimmt, also wer die noch hat kann sie mir gerne zuschicken ich übernehm die Versandkosten und nen Bonus für die Servos. Alles weitere bitte per PN.

MfG
Scarabol

HannoHupmann

26.05.2010, 23:15

@Scarabol ich hab noch 18 5€ Servos rumliegen, die zu nichts mehr taugen außer als Briefbeschwerer. Alle haben mehr oder minder starke Getriebeschäden oder Gehäuserisse.

Natürlich geht es auch mit einem Oberschenkel nur geht das nur mit sehr teuren Servos. Klingon77 hat die Anforderung an diese Servos schon angesprochen. Ich hab bei meinem Hexe unglaublich viel Aufwand betrieben um ein Schwingen in den Beinen raus zu bekommen und diese Verwindungssteif zu machen. Alles andere nervt auf dauer einfach tierisch!

Übrigens hab ich meinen Phönix drei mal Aufgebaut (Crawler, Phönix und Phönix²) bevor ich bei der Version war die es heute zu sehen gibt. Also entweder gehst du auch diesen Weg (bzw du strebst ihn ja gerade an) oder du hörst dir gut an was wir sagen und nutzt unsere Erfahrungen und machst es gleich richtig.

Scarabol

26.05.2010, 23:26

@Hanno
Danke für das Angebot, aber wenn sie ja bereits kaputt sind kann ich damit auch nix mehr testen :-)

Langsam fang ich an meine Fritz Box regelrecht zu lieben, die hat sogar einen seriellen Ausgang den man nurnoch anlöten muss, geil!

Das heißt doch das ich mehr oder weniger einfach mit einem uC kommunizieren kann oder?

Edit:
hier noch ein Bild:
http://opcenter.de/tmp/fbf_wlan_7050_seriellerport.jpg
gefunden hier:
http://www.wehavemorefun.de/fritzbox/Belegungen

Damit ließen sich vielleicht auch Berechnungen an die Fritz Box weitergeben, die hat auf jedenfall ne Menge Arbeitsspeicher und nen guten Prozessor.

MfG
Scarabol

MeckPommER

27.05.2010, 09:26

Ich kenne die Fritzbox nicht, aber so eine serielle Schnittstelle kann sehr schnell zu einem Nadelöhr werden.
Wie hast du dir denn den Datenverkehr in deinem Bot genau vorgestellt?

Scarabol

27.05.2010, 10:52

Mein Computer sendet die Daten übers WLAN an die Fritz Box, die Fritz Box gibt die Daten über den seriellen Anschluss an das Minicontrol weiter und dieses "verteilt" die Daten dann im Roboter über I2C an drei weitere ATMEGA48-20PU. Die zusätzlichen ATMEGA steuern dann jeweils 2 Beine.

Umgekehrt sollte die Verbindung genauso funktionieren.

Ich habe gestern Abend noch eine Stiftleiste an den seriellen Anschluss der Fritz Box gelötet und versuche im Moment diese über RS232 anzuzapfen. Wie es scheint ist aber mein RS232 TTL Wandler (von Pollin) kaputt oder falsch beschriftet.
Hat jemand Erfahrungen mit diesem Bausatz wenn ich die Schaltpläne vergleiche zwischen dem Minicontrol und dem Bausatz sind auf jedenfall die TX ud RX Leitungen vertauscht.

Pollin Schaltplan
http://www.pollin.de/shop/downloads/D810036B.PDF

RN Minicontrol
(ist leider nicht online, sollte aber ja jeder auf CD haben)

Hier hatte jemand das gleiche Problem, leider ohne Lösung :-(
http://robotikportal.de/phpBB2/viewtopic.php?t=42627

MfG
Scarabol

Richard

27.05.2010, 11:47

sind auf jedenfall die TX ud RX Leitungen vertauscht.

Wie?

Minnicontrol: Pc oder Adapter
TDX >>>>>> RDX
RDX <<<<<< TDX
GND--------------------------GND

So wäre es richtig, natürlich auf richtigen Pegel achten.

Gruß Richard

Scarabol

27.05.2010, 11:54

Ja danke das war die Lösung, ich hatte das falsche Kabel benutzt.

Warum sagst du das mit den Pegeln? Ich hab doch -12V 12V am PC und 0-5V am uC, das stimmt doch?

Richard

27.05.2010, 12:10

Ja danke das war die Lösung, ich hatte das falsche Kabel benutzt.

Warum sagst du das mit den Pegeln? Ich hab doch -12V 12V am PC und 0-5V am uC, das stimmt doch?

Genau und wenn Du die 5V mit den +/- 12V (ohne Adapter) verbindest, raucht
es einmal kurz....

Gruß Richard

Scarabol

27.05.2010, 12:42

Ein Glück mein PC ist Nichtraucher :D

MfG
Scarabol

MeckPommER

27.05.2010, 20:35

Also schickst du 50 mal pro Sekunde alle Positionsdaten aller Servos vom PC über WLAN über seriell über die Controller an die Servos?
Was soll den an Daten, z.B. vom Bot an den PC noch so ausgetauscht werden?

Scarabol

28.05.2010, 17:43

Wie kommst du auf 50 mal pro Sekunde?
Ich schicke nur etwas an den Bot, wenn sich auch etwas ändert. Die Berechnungen für die Servos soll er schon autonom erledigen. Der PC sendet nur "Schritt vor" "Schritt zurück" "Drehe 126.847° links" ect.

Im Moment hab ich nichts geplant, was der Bot verschicken sollte.

Später kommt vielleicht eine Kamera auf den Bot die dann entweder direkt über den Router sendet, oder ein eigenes WLAN Modul hat.

MfG
Scarabol

MeckPommER

28.05.2010, 17:54

Wenn der Bot seine Servos selber steuert, dann solltest du aber auch leistungsstärkere Controller einplanen als einen Atmega48. Und nicht vergessen, das sich die Controller auch darüber unterhalten müssen, welches Bein grade einen Schritt macht, sonst liegt Hexi schnell mal auf der Nase ;-)
Der Bot sollte vielleicht seine Positions- und Winkeldaten an den PC zurücksenden, damit der PC weiß, ob seine Kommandos auch ausgeführt wurden. Am Anfang fiel mir auch nicht so recht ein, was der Bot an Daten zu seiner Steuereinheit senden könnte (egal ob nun intern oder extern) ... mit der Zeit kamen dann aber ein Haufen von Sensorendaten hinzu. Von Kameras über NTC, GPS, Batteriespannungen, Positionen, Winkel, ...
Auch wenn man es nicht gleich macht, so sollte man das System so flexibel und leistungsfähig auslegen, das man es später immernoch erweitern kann.

Gruß MeckPommER

Scarabol

30.05.2010, 09:44

Mir kam gerade die verrückte Idee, wie währe es wenn der Roboter einen Verbrennungsmotor spendiert bekommt. Kleine Modelle wiegen auch nicht mehr als ein guter Lipo Akku und Power hat er ja wohl ohne Ende. Was fehlen würde währe ein kleiner Generator der den Strom für die Servos erzeugt oder ein Kompressor für pneumatische Muskeln.

MfG
Scarabol

021aet04

30.05.2010, 12:26

Das klingt nicht schlecht. es hat aber einen Nachteil. Du müsstest ihn immer draußen testen (Abgase) und zum Programmieren immer hineingehen (oder mit einem Laptop im Freien). Besser wäre es, wenn du einen Hybrid baust. Wenn der Akku leer ist schaltet er um auf Benzinmotor. Aus eigener Erfahrung weiß ich, dass Programme nie beim ersten Mal so funktionieren wie man will.

MfG Hannes

HeXPloreR

30.05.2010, 14:28

...es gibt aber noch ein Problem dabei:

Die Wärmeentwicklung wird bei einem Hexabot nicht so abbaubar sein wie an einem schnellen, durch Fahrtwind gekühltem Fahrzeug.
Das bedeutet zusätzliche Kühlung und/oder genügend Absatnd zu den warmen Teilen des Motors. Beides wird die Größe des Bots erhöhen.

Meiner Meinung nach, stehet diese Option in keinem Verhältniss zur "Nutzung" . Wolltest Du denn auch Ton mit der Kamera übertragen? ...also in dem Fall dann nur noch ein Verbrennungsmotorgeräusch hören?

mfg

021aet04

30.05.2010, 14:48

Wie warm so ein Motor wird weiß ich nicht, deswegen kann ich nichts sagen. Ob du einen Benziner brauchst hängt wie schon gesagt von der Größe ab. Es gibt sehr gute Akkus, damit der Bot lange (hängt von den Kompoenten ab) durchhält. Man könnte auch noch Solarzellen draufgeben.
Geräusche könnte man abschirmen.

MfG Hannes

HannoHupmann

30.05.2010, 14:49

Die nächste Schnappsidee oder? Pneumatik oder Hydraulik hat das Problem dass sie nur Endlagen kennt, d.h. feines Abstufen dazwischen ist fast nicht möglich (nur mit sehr viel und teurem Aufwand). Abgesehen davon wird das System dadurch nicht billiger.

Man könnte höchstens mit Federn versuchen die Servos zu entlasten. Auch die Industrieroboter haben Federn um ihr Eigengewicht zu kompensieren. Sowas ließe sich für einen Hexa sicher auch anwenden. Sprich die oberschenkel so abfedern, dass das Gewicht des Roboter fast vollständig von den Federn kompensiert wird. Ergo es braucht weniger Moment in den Gelenke (Schulter und Knie). Soviel zu den Vorteilen, jetzt die Nachteile:
- ein solches System ist mechanisch sehr aufwendig und kompliziert zu realisieren.
- Die Federstärke muss genau berechnet sein (dazu brauch man das Robotergewicht welches man vorher nur schätzen kann).
- Entsprechende Federn muss man irgendwo bekommen (irgendwelche werdens nicht tung).
- Der Roboter wird vermutlich sehr leicht anfangen zu "schwingen" was man irgendwie in den Griff bekommen muss (Feder Dämpfer System im optimalfall).

Ich würde mir sowas selbst gerade so zutrauen wenn ich mir viel zeit dafür nehme. Was meinen die Experten dazu?

JoeBlack

30.05.2010, 14:58

Und dann wäre da noch das Drehmoment der Welle das sich anteilig auf den Bot überträgt. Das Benzin muss auch gelagert werden.

Dann brauchst Du noch stärkere Servos.
Oder Du nimmst die Hydraulik, musst dann aber noch Steuerventile mit einplanen.

Und Dein Projekt wird dadurch nochmal um einiges teurer.
Von den zusätzlich auftretenden Problemen und Hindernissen wollen wir jetzt mal garnicht anfangen.

Der Ansatz is durchaus sehr interessant aber ich denke mal, dass es für den Anfang um einiges zu heftig werden wird.

MfG JoeBlack

HeXPloreR

30.05.2010, 15:08

"Benzinmotor = gleich Power ohne Ende"?
Also sorry, aber ich widerspreche da mal... kommt dann wohl auch auf den Tank an, nicht wahr?

Geräusche kann man dämmen ... oder "übertonen"
nun ja, das ist wohl richtig aber das möchte ich mal sehen das ein Auspuff dermassen gedämpft wird als wäre er quasi nicht da ;) Aber ist eben auch nur wichtig wenn Audio übertragen werden soll.

Am besten der Auspuff wird gleich weggelassen und der Motor einfach nicht betank, dann ist er auch schön leise...

mfg

PS ich sage es gerne immer und immer wieder: Hydraulik ist nicht gleich Pneumatik. Hydraulik ist nicht nur auf Endlagen fahrbar.

Scarabol

31.05.2010, 22:49

PS ich sage es gerne immer und immer wieder: Hydraulik ist nicht gleich Pneumatik. Hydraulik ist nicht nur auf Endlagen fahrbar.

Hätte ich nicht besser sagen können.
Also wie schon geschrieben war es wirklich nur eine Schnapsidee von mir, einen Benziner auf dem Bot zu montieren. Ich fand die Idee für einen Moment einfach nur sehr interessant und wollte sie euch nicht vorenthalten.

Was eine Federungsmechanik angeht:
Es ist immer die Frage wie gut man sich mit solchen Sachen auskennt. Ich denke das man mit einer einfachen Federentlastung schon viel Energie in den Servos sparen kann. Dazu muss man die Werte nicht 1000% berechnen, wobei das nicht das eigentliche Problem ist. Diese Werte einzuhalten würde wohl ein größeres Problem werden, aber wenn man auch nur mit einer Abweichung von etwa 10% an diesen Wert heran kommen würde. Hieße das für die Servos eine Kraftentlastung von 90%!!! Den Rest könnt ich euch selber ausmalen...

MfG
Scarabol

JoeBlack

01.06.2010, 01:09

Falls Du die Grundlagen zur Berechnung kennst und sie auch anwenden kannst, dann solltest Du das auf jeden Fall tun, allerdings brauchst Du vorher etwas mehr als nur den Gedanken einen Hexa zu bauen.
Du solltest das Gewicht und die Abmessungen recht genau kennen und anhand dessen die Punkte an denen die Federn eingehängt werden wählen und dann die nötige Federstärke berechnen.
Solltest Du die Federn nämlich zu stark auslegen müssen Deine Servos die auch noch überwinden.

Ich werde das Gefühl nicht los, dass Du Dir vieles deutlich einfacher vorstellst als es ist.

MfG JoeBlack

HannoHupmann

01.06.2010, 07:11

@JoeBlack da stimm ich dir voll und ganz zu. Mit ein wenig gruseln erinnere ich mich dran, wie wir in der Uni mal Federn auslegen mussten und dabei war die Parameter sogar vorgegeben. War trotzdem Seitenweise Berechnung.
Nächste Problem an der ganze Geschichte ist, dass man zwar irgendwann weis welche Feder man braucht (progresiv, dekresiv, linear etc), aber deswegen noch keine kaufen kann. Handelsübliche kleine Federn (vom Pollin oder C) haben meisten kein Datenblatt.

Ich würde mich nicht wundern wenn MeckPommER oder andere erfahrene Hexabot-Bastler demnächst mit einem Federsyste aufwarten können. Für einen Anfänger finde ich es zu kompliziert. Abgesehen davon wird man vermutlich dadurch nicht billiger da man zwar günstigere Servos verwenden kann (sagen wir mal 18€ drunter ist alles Schrott) und dann noch mindesten 5€ für Federn und Aufhängung pro Servo. Das schenkt sich dann nicht viel, da kann man gleich 23€ für gute Servos ausgeben.

JoeBlack

01.06.2010, 09:05

@HannoHupmann
Auf MeckPommERs Seite bin ich Stammgast genau so wie bei Dir^^
Ich freu mich immer über Neuerungen.

Das mit den Federn ist mir aktuell noch leicht traumatisch im Gedächtniss weil ich vor kurzem Prüfungen hatte bei denen unter anderem eben das gefragt war.

Ich persönlich würde die Federn eher zusätzlich zu Servos verwenden die den Hexa auch so schon gut tragen können.
Die Lebensdauer dürfte sich dadurch doch beträchtlich erhöhen (wink zu Klingon77)
In wie fern das Gesamtsystem dann zum Nachschwingen neigt kann ich mir ein wenig schwer vorstellen da mir dabei die Erfahrungsbasis fehlt, ich denke jedoch das wenn man in der Lage ist die Federn zu berechnen und zu besorgen, dass man dann auch dafür ne Lösung fände^^

MfG JoeBlack

Scarabol

01.06.2010, 11:07

Nächste Problem an der ganze Geschichte ist, dass man zwar irgendwann weis welche Feder man braucht (progresiv, dekresiv, linear etc), aber deswegen noch keine kaufen kann. Handelsübliche kleine Federn (vom Pollin oder C) haben meisten kein Datenblatt.

Ich hab bei Google mal nach zugfedern gesucht und bin direkt auf diese Seite geleitet worden:
http://www.federnshop.com/Zugfedern/ZugfedernSuche.aspx?lang=49

Wenn man also weiß welche Feder man benötigt sollte das kein Problem sein. Preis pro Feder 2,8€. Ich würde die Feder so wählen, dass das Servo in 2 Richtungen arbeiten muss. Durch die Entlastung der Feder würde es aber nur halb so stark arbeiten müssen.

MfG
Scarabol

JoeBlack

01.06.2010, 12:13

Wenn es in einer Richtung durch die Feder entlastet wird, dann muss es die Feder in der anderen Richtung überwinden.
Das solltest Du in Deine Überlegungen mit einfliessen lassen.
Wie gedenkst Du das ganze zu bauen?
Ich meine damit welche Abmessungen Du GENAU an den Beinen, dem Körper, etc anstrebst und wo Du gedenkst die Federn zu montieren.
Des weiteren sind die einzelnen Teilgewichte wichtig und Du solltest wissen welchen Bewegungsraum Du nachher an den Beinen haben willst.
Bei 10° Bewegung musst Du die Feder anders positionieren als bei 60°!
Wie müssen sich Die Federn verhalten bei dem was Du vor hast?
By HannoHupmann: "progresiv, dekresiv, linear etc"
Je nach dem verändert sich dadurch nochmal alles.
Sollen die Federn rein auf Zug oder Druck arbeiten oder sogar beides?

Das sind viele Fragen und ich hoffe das Du sie beantworten kannst.
Sonst musst Du nämlich garnicht erst an dem Gedanken weiterspinnen.

Solltest Du jedoch kein passendes Programm haben das die Berechnung sowohl in der Ruhestellung als auch in der geplanten Bewegung simulieren kann dann wird es recht schwer die Federn von hand zu berechnen.
Im stand geht es ja noch gerade so, aber wenn Du die Entlastung während dem Laufen aufrecht erhalten willst solltest Du auch diesen Fall mit einbeziehen.
Dadurch das sich die Gelenkwinkel ändern ändert sich dann auch der Zug der auf die Feder ausgeübt wird und somit die Gegenkraft seitens der Feder.
Diese Abhängigkeit hängt jedoch wiederum auch an der Gesamtlänge der Feder etc.

Da stellt sich mir die Frage ob das alles unterm Strich Sinn macht oder man lieber einfach auf die erfahrenen Kollegen hört und sich gleich richtige Servos holt die auch was aushalten.

P.S. Vergiss nicht, dass selbst bei entlasteten Servos die Servolager dennoch mindestens gleich stark belastet werden.

MfG JoeBlack

Scarabol

01.06.2010, 12:16

Um das ganze etwas greifbarer zu machen, hab ich mal eine Open Office Tabelle erstellt und meine Werte eingesetzt.
Siehe Anhang

Schaut doch mal rein und sagt mir bitte ob ich nicht irgendwo einen Fehler gemacht hab.

So wie es jetzt aussieht würde ich mit einer Federrate von 0.15N/mm eine konstante Belastung des Knie Servos von 15Ncm!!! erhalten.

MfG
Scarabol

JoeBlack

01.06.2010, 12:28

Da brauche ich garnicht reinzuschauen, da die Schwerkraft nur in einer Richtung wirkt und zwar nach unten.
Von daher ist es schonmal nicht möglich das die Belastung konstant bleibt wenn sich der Winkel am Bein ändert.
Des weiteren verändert sich der Belastungszustand ebenso wenn den Bein nichtmehr auf dem Boden steht sondern in der Luft ist.

Ich kann Dich so ganz allmählich einfach nichtmehr ernst nehmen wenn Du Dich nicht erstmal informierst bevor Du hier irgendwelche Luftschlösser ins Forum baust.

MfG JoeBlack

Scarabol

01.06.2010, 12:38

Da brauche ich garnicht reinzuschauen, da die Schwerkraft nur in einer Richtung wirkt und zwar nach unten.
Von daher ist es schonmal nicht möglich das die Belastung konstant bleibt wenn sich der Winkel am Bein ändert.

Schaus dir bitte an und sag mir wo der Fehler ist.

Des weiteren verändert sich der Belastungszustand ebenso wenn den Bein nichtmehr auf dem Boden steht sondern in der Luft ist.

Das stimmt daran hatte ich nicht gedacht...
EDIT:
Jo also bei 0.3 zerreist es das Servo in der Luft :-(
also nur 0.1 aber dann ist die Entlastung nicht mehr hoch genug....optimieren

MfG
Scarabol

JoeBlack

01.06.2010, 12:47

Wenn ich das richtig gesehen habe überwiegen die Fehler in Deiner Rechnung.
Zunächst einmal hast Du die Strecken a, b, und c mit fixen Werten versehen wodurch sich ein Dreieck bildet das keine Bewegung mehr zulässt!
Des weiteren hast Du nunmehr einen stehenden Bot der sich keinen mm bewegen kann, da Du das Gewicht auf sechs Beine verteilt hast.
Da stellt sich mir jedoch die Frage welches Bein Du dann noch bewegen willst wenn Du sechs Stk hast und sechs Stk brauchst um stehen zu können. (6-6=0)
Bei der wirkenden Gesamtkraft scheint auch ein kleiner Fehler drinn zu sein.
3kg * 9.81m/s² = 29,43N

Ich sehe auch nicht in wie fern sich diese Kraft nachher verteilt da ich mir nicht sicher bin ob Du ihn wirklich so perfekt ausbalanciert bekommst.

An sonsten fällt es mir recht schwer den Rest zu prüfen da sich mir nicht all Deine Werte von ihren Positionen her erschliessen da sie nicht eingezeichnet sind.

Wie gesagt: Wenn die Bewegung mit einbezogen werden soll (muss sie da Du laufen können willst) führt "fast" kein Weg an ner richtigen Simulationssoftware vorbei die den geplanten Bewegungsalgorithmus mit einbezieht und ebenfalls die zu bewältigenden Steigungen und Gefälle.

MfG JoeBlack

JoeBlack

01.06.2010, 12:49

P.S. Eine 23kB-Datei in ein 20.81 kB Archiv zu packen ist nicht zwingend erforderlich seit wir DSL haben^^

MfG JoeBlack

JoeBlack

01.06.2010, 13:03

Mir ist noch etwas aufgefallen.
Alpha und Beta verändern sich gleichzeitig gleichstark bei Deiner Berechnung, was bedeutet das das "Schienbein" immer 90° zum Boden hat.
Dadurch wirst Du nur recht schlecht (garnicht) vom Fleck kommen.
Du bewegst dadurch lediglich Deinen Bot auf und ab wobei sich dabei die Benie seitlich bewegen (rutschend). Dadurch bringst Du sogar eine weitere Kraft mit ein (rutschhaftung) die vom Material der Füße abhängt und des Untergrundes.
Diese Kraft wurde in Deiner Berechnung nicht mit einbezogen.
Falls Du jedoch diese Konfiguration (wieso auch immer) anstrebst (90°-Winkel und so) dann würde ich empfehlen den Oberschenkel einfach als Parallelogramm aus zwei gleichlangen Streben auszuführen.
Bewegung ist damit dann genausowenig möglich, aber Du sparst Dir immerhin ein Servo^^.

MfG JoeBlack

Scarabol

01.06.2010, 13:03

Strecke c ist variabel.
Die Anzahl der Beine hab ich auf 4 reduziert, das stimmt weil ja nur 4 auf dem Boden stehen.

Was gibt es da für Software?

MfG
Scarabol

JoeBlack

01.06.2010, 13:09

Zum Zeichnen beispielsweise Solid.
Zum simulieren weiss ichs nicht genau vom Namen her.
Was ich jedoch weiss ist, dass sämtliche Software die ich bislang gesehen habe nur in Firmen verwendet wurde und die Lizenzgebüren im Vierstelligen Bereich lagen.
Du kannst jedoch auch selber ein Textbasiertes Programm schreiben.
Diese Variante würde ich wählen.
Du kannst die Berechnungen für die einzelnen Kräfte hinterlegen und ihn dann die verschiedenen Servowinkel durchlaufen lassen und die Ergebnisse in eine Textdatei ausgeben.
Später kannst Du diese dann einfach als Tabelle auswerten.

Das wäre auch gleich eine nette Fingerübung die Dir später helfen wird falls Dein Hexa jemals soweit kommt.

MfG JoeBlack

edit:
Das Strecke c variabel ist hatte ich übersehen da c weiter oben mit einem fixen Wert angegeben war.

MeckPommER

01.06.2010, 19:47

Also von der Theorie her, liefen alle meine Roboter von Anfang an 100%ig perfekt. In der Praxis sah das dann manchmal eher wie ne Stabheuschrecke mit Schluckauf aus.

Meine Empfehlung (da man naturgemäß vergisst, die kleinen feinen Details, an die man mangels Erfahrung nicht denkt, mit zu simulieren) lautet immernoch:
Ein Bein bauen. Steuerung entwickeln, Mechanik entwickeln, Kräfte und Steifigkeit messen. Mach einen schlauer. Und bei dem Bein dann mit Federn zu experimentieren, ist auch sicherlich keine schlechte Idee :-)

Gruß MeckPommER

JoeBlack

02.06.2010, 09:24

@ MeckPommER
Wie gesagt, Dir trauen wir das durchaus zu.
Ich hoffe sogar bald etwas dahingehendes zu sehen und zu lesen.

Allerdings halte ich es für zu schwierig es gleich von Anfang an mit einzuplanen wenn man keine nennenswerten Kenntnisse im Bereich Hexa hat da man viel zu viel übersieht oder einfach nicht weiß.
Zumal es eine recht teure Angelegenheit werden dürfte wenn man versucht dadurch an den Servos zu sparen und sich dann doch irgendwo ein Fehler eingeschlichen hatte.
Dann zerlegt die Feder das Servo und man muss nichtmal versuchen aufzustehen.

MfG JoeBlack

MeckPommER

02.06.2010, 10:30

@JoeBlack

Tja, bei meinen Basteleien geht es momentan aus mehreren Gründen sehr langsam voran.

Der ersten Grund sind meine beiden autonomen, nur schwer programmierbaren Kohlenstoffeinheiten - meine Kinder :)

Zweitens habe ich lange an Beinen mit Schrittmotoren gearbeitet. Diese werde ich aber erst realisieren, wenn ich auch Platz genug für den daraus resultierenden Bot mit 100cm Gesamtlänge und einem Gewicht von ca. 15KG habe. Vorteilhaft wäre auch, wenn ich bin dahin taub bin ... das was ich ausgetestet habe war höllisch laut >.<

Drittens kommen in den neuen Bot bessere Sensoren (z.B. 640x480 Farbkameras) und teilweise ARM7-Controller. Hierfür eine neue Entwicklungsumgebung zu basteln und C zu lernen hat auch etwas gedauert ... aber es hat sich bisher gelohnt :)

Das Thema Stromversorgung ist und bleibt ein schwieriges Thema und bei den Servos werde ich dieses Mal bestimmt keine MG995 oder andere Billigservos nehmen. So wird die Zeit bis zur Fertigstellung definiert durch die Zeit, die man braucht, um sich zumindest 16 etwas bessere Servos zuzulegen :) Die anderen 17 werden nicht ganz so viel aushalten müssen.

Ach ja .... und wenn ich mal groß bin, sehen meine Ergebnisse auch noch so gut aus wie die von Klingon77 :-)

Gruß MeckPommER

HannoHupmann

02.06.2010, 23:53

@scarabol nicht böse sein, aber meine Idee mit den Federn war für fortgeschrittene Hexerbastler gedacht die sich hier auch im Thread tummeln. Du gehörst definitiv (noch) nicht dazu! Versuch erst mal einen "normal" Hexa zu bauen (und selbst das bezweifle ich das so klappt wie du das hier beschreibst).

Mein Ex-Kollege im DLR hat den Krabbler vom Insitut mit SimPack simuliert. Damit hat er verschiedene Gangmuster ausporbiert hinsichtlicher ihrer Kräfte und Momente. Das nannte sich dann Diplomarbeit und hat 6 Monate gedauert. Selbst mit SimPack ist es nur bedingt möglich Bodenreaktionskräfte zu simulieren (das liegt nun mal an der Physik). Achja besonders interessant an der Arbeit fand ich, dass die simulierten Hexas je nach Geschwindigkeit selbst entschieden haben wieviele Beine den Boden berühren (langsam 5, dann 4 und dann nur noch 3). Genau deswegen würde ich bei mir jeden zukünftigen Hexa so auslegen, dass 3 Beine locker reichen um den Roboter in seiner extremsten Stellung noch hochzuheben.
Mein Traum wäre es, wenn der nächste Hexa von mir sowas könnte:
http://www.youtube.com/watch?v=CeyDt8RJeBc&feature=player_embedded#!

PS: Ich mach Scarabol mit lauter tollen Ideen verrückt die er nicht realisieren kann bis er aufgibt :-P