Bau eines Hexapods. Schwierigkeitsgrad? [Archiv]

5Volt-Junkie

21.08.2010, 17:21

Hallo Community,

Wenn mein Projekt (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=46662&start=44) fertig wird, habe ich vor, ein Hexapod zu bauen. Es wird zwar noch etwas dauern bis ich damit anfangen kann, aber ich will jetzt schon langsam planen wie ich es machen kann.

Mein Wissen:
Elektronik - gut
Mechanik - bin etwas schelchter Mechaniker
Programmierung - grundkenntnisse in Bascom und C(Arduino) aber eher so einer der die Codes zusammenkopiert und die anpasst.
Finanzierung - bin ein Azubi.

Die größten Sorgen mache ich mir wegen der Mechanik und den Kosten der Servos (18 Stück?). Mir ist klar dass die servos am besten ein Metallgetriebe besitzen sollen.

Welche Servos könnt ihr mir empfehlen? Natürlich spielen da andere Faktoren eine große Rolle wie z.b. Gewicht, Länge Breite. Ich würde mal sagen so zwischen 30 bis max. 50cm soll das sein.
Aus welchem Material lassen sich die Beine am besten fertigen (hab da an Alu oder Makrolon gedacht, kein Holz)?
Wie teuer wird es wenn ich mir das ganze fräsen lasse und wenn, mit welchem Program kann ich die 2/3D Skizze machen.

Wieviel Geld haben die Hexapodbesitzer hier im Forum, für ihren Bot ausgegeben?

es werden mit Sicherheit noch mehrere Fragen auftauchen und ich bedanke mich schonmal bei den jenigen die sich Zeit nehmen meine Fragen durchzulesen und zu beantworten.

HannoHupmann

21.08.2010, 19:42

ich denke 1000€ sind eine gute Hausnummer für einen soliden Hexapod. Soviel dürfte ich inzwischen leicht ausgegeben haben. Gerade gibt es in Fertige Projekte einen CFK Hexapod der auch eine Finanzaufstellung enthält.

Im Prinzip kann man auch einen sehr günstigen Hexa bauen, nur hat man mit diesem eventuell wenig spaß bzw. kann höchstens ausprobieren.
Meiner ist übrigens aus Diebond was auch ein sehr gutes Material ist.
Für die Skizze empfehle ich ein CAD Programm (Solid Edge, Catia, AutoCad, ProE, etc.)

Bei der Mechanik gibt es ein paar Punkte die sich einfach bewehrt haben:
- Gegenlager bei den Servos
- Verwindungssteife Oberschenkel
- Servos mit Metallgetriebe und möglichst auch Aluminium Servohorn
- LiPo Akkus
- etc.

Die Gängigen Hexapoden hier im Forum haben durch die Standardservos auch ziemlich ähnliche Parameter. Sie sind zwischen 30 und 70cm lang, etwa 2kg-3kg schwer und haben auch ähnlich lange Füße. In Form und Farbe hat sich jeder aber selbst verwirklicht und ausgetobt.
-

radbruch

21.08.2010, 20:38

Hallo

Das war zwar eher eine Eintagsfliege, aber dafür recht günstig:

http://radbruch.roboterbastler.de/asuro/walker/bodenfreiheit2_klein.jpg (http://radbruch.roboterbastler.de/asuro/walker/bodenfreiheit2.jpg)

Walking asuro: https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=42029
Ähnliches Konzept in Sperrholz: https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=414624
asuro-crawler: https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=51663

Gruß

mic

5Volt-Junkie

21.08.2010, 20:50

Danke für eure Antworten.
1000€ hört sich echt wie eine gute Nummer an ](*,)
Die Eintagsfliege sieht gar nicht mal so schlecht aus. Ist ein 4beiner sehe ich das richtig? :mrgreen:

TobiKa

22.08.2010, 06:35

Guck dich mal bei den fertigen PRojekten um, dort hat jemand einen Hexapoden mit günstigen (billig) Servos gebaut.

yaro

22.08.2010, 13:51

1000€ braucht man für einen soliden Hexa wirklich schon.

An deiner Stelle würde ich mir nicht sorgen um die Mechanik, sondern vielmehr um die Software machen.
Ich weiß nicht wie ausgefeilt dein Hexa werden soll oder wie du ihn steuern willst, aber wenn du ATmegas verwenden willst und dem Hexa interessante Gangarten beibringen willst, wirst du sehr schnell an Leistungsgrenzen stoßen, die fast nur noch mit ausgeklügelter Programmierung zu lösen sind.
Bei meinem Hexa verwende ich allein für die Ansteuerung der Servos und die Koordinierung der Gangarten zwei 20MHz ATmegas, die zu ca. 60% ausgelastet sind. Für Sensoren braucht man dann noch einen Controller.

Was die Servos angeht, so habe ich mit Bluebird-Servos (bms-620 und 630) mit Metallgetriebe sehr gute Erfahrungen gemacht. Die Plastik-Getriebe (selber Servo) sind mir zuhauf kaputt gegangen... Deswegen lieber gleich in Metall investieren.

Was den Corpus angeht, so ist Alu (1,5mm) eine gute Variante.

Wo bist du Azubi? Vielleicht hat ja jemand in deinem Betrieb eine CNC, dann hast du diese Kosten schonmal raus.

Alles in allem ist ein Hexa ein sehr anspruchsvolles Projekt, für dass du dir viel Zeit einplanen solltest.

Gruß, Yaro

5Volt-Junkie

22.08.2010, 15:45

Vielen Dank dass ihr euch Zeit genommen habt um mir einige Tipps hier rein zu schreiben.

Guck dich mal bei den fertigen PRojekten um, dort hat jemand einen Hexapoden mit günstigen (billig) Servos gebaut.

Ich will ja keins mit Billigservos bauen, sondern erst mal einige bestellen und dann nach und nach welche dazu kaufen, wo natürlich noch der Fall sein kann, dass die nicht mehr verkauft/produziert werden.

An deiner Stelle würde ich mir nicht sorgen um die Mechanik, sondern vielmehr um die Software machen.

Mir ist klar dass Programmierung eines Hexapodes keine einfache Sache ist. Ich wollte erst mal mit vorgefertigten Bewegungen starten, von mir aus ein Fuss nach dem anderen umstellen. Aber es hat ja noch Zeit bis dahin.

Vielleicht hat ja jemand in deinem Betrieb eine CNC, dann hast du diese Kosten schonmal raus.

Ich glaube wir haben eine CNC-Fräse in unserer Firma, jedoch wird sie für Aufträge belastet und ich vermute mal dass es mit einem Privatprojekt ganz schwierig wird, was gefräst zu bekommen.

...viel Zeit einplanen...

Das ist mir auch klar. Deswegen fange ich jetzt schon an, Tipps und Emfehlungen zu sammeln und das ganze langsam angehen.

Mit welchen Programmen erstellt ihr eure 3D Zeichnungen? Ich vermute dass ich mir das auch noch zulegen sollte. Was für ein Format ist gängig bei den CNCs?

TobiKa

22.08.2010, 17:46

Kauf dir 3 Servos und bau damit ein Bein, benutz dafür ruhig etwas günstigere und dann sammel Erfahrung!
Wenn du für das eine Bein eine IK fertig hast und alles nach deinen Wünschen funktioniert, erst dann solltest du Geld in die ganzen "teuren" Sachen investieren.

5Volt-Junkie

22.08.2010, 19:17

Kauf dir 3 Servos und bau damit ein Bein
Du hast fast meine Gedanken gelesen. \:D/
Ich habe mir überlegt kleinen Roboterarm zu bauen, bevor ich mit Hexapod starte, dann aber wegen Kosten diese Gedankten in die Schublade geschossen. Aber ich hab irgendwie gar nicht dabei gedacht, es mit billigen Servos zu bauen. Wird es da eigentlich großen Unterschied zwischen Billig- und Nichtbilligservos geben (Jetzt abgesehen von der Robustheit, Drehmoment und Abmaßen und dem restlichen Faktoren die Nichts mit Softwareansteurung zu tun haben)?

Vielleicht sollte ich doch alles selber sägen, feilen und bohren.
Ich glaube HannoHupmann hat auch alles manuell gemacht. O:)

MichaF

22.08.2010, 19:48

Vielleicht sollte ich doch alles selber sägen, feilen und bohren.
Ich glaube HannoHupmann hat auch alles manuell gemacht. O:)
Diesen Ansatz habe ich anfangs auch verfolgt. Und ich habe riesen Respekt vor Leuten die das wirklich durchziehen und am Ende von der Formgebung über Quardrate und Rechtecke hinaus kommen. Denn das kostet richtig Zeit!

Auf mein Hexa wurde ja weiter oder schon verwiesen (CFK Hexabot).

Eine IK für ein einzelnes Bein zu realisieren erfordert extrem viel räumliches Vorstellungsvermögen, insbesondere wenn der Bot selbst geneigt steht wird es auch für ein einzelnes Bein schnell komplex. Dazu sollte man sich vorher Gedanken gemacht haben und zumindest ungefähr wissen wie man die Sache angeht. Nur mit sin/cos bekommt man keine vollständige IK hin. Mit mathematischen Hilfsmitteln wie Vektoren und Matrizen sollte man halbwegs vertraut sein oder zumindest genug Ehrgeiz aufbringen sich die Grundlagen anzueignen.

HannoHupmann

22.08.2010, 22:41

Jupp ich hab nur ein paar Teile bisher fräsen lassen, meisten sind es teile die ich nicht selbst machen kann. Daher sehen meine Roboter auch nicht perfekt aus - was bei Wall E überhaupt nichts ausmacht, da der ja bekanntlich 700 Jahre alt ist und entsprechend verbeult und schief sein darf. Ich hab sogar nicht mal besondere Equipment dafür. Eine Metallsäge, eine Laubsäge mit Metallsägeblatt, ne Dremel und ein paar Feilen und Schmiergelpapier. Für die Löcher ne Bosch Bohrmaschine und nen Lidl Bohrständer. Außerdem nein Streichmaß nen Winkel und ne Anreißnadel bzw. Körner. Damit kommt man bei der fertigung schon recht weit. Alle Roboter entstehen in meinem Zimmer oder wenns staubt auf dem Balkon.

Für ein Testbein kannst du ohne Probleme die billigen Servos verwenden. Ich würde nur darauf achten, die gleiche Größe zu verwenden. Gerade im IK bereicht kann man da gut experimentieren.

@MichaF mein Hexa hat nur ein paar Sins ein paar Cos und einen Sinussatz in der IK und es funktioniert einwandfrei. Aber ich geb dir recht, jeder muss da für sich einen Weg finden und es selbst verstehen. Mit Matrizen gehts natürlich genauso vermutlich noch ein wenig schöner.

Mein Hexa läuft übrigens mit nem Propeller Chip mit 80Mhz und der reicht richtig gut für alle 6 Beinchen.

MichaF

22.08.2010, 23:21

@MichaF mein Hexa hat nur ein paar Sins ein paar Cos und einen Sinussatz in der IK und es funktioniert einwandfrei. Aber ich geb dir recht, jeder muss da für sich einen Weg finden und es selbst verstehen. Mit Matrizen gehts natürlich genauso vermutlich noch ein wenig schöner.
Dann gehörst du auch zu denen deren Bot nicht mit geneigtem Körper laufen kann. Denn wie gesagt treten hauptsächlich hierbei die Probleme auf. Wenn man mal den Winkel des ersten Gelenks vom Bot aus hat, ist der Rest relativ einfach weil weitgehend 2 dimensional. Bis dahin ist es aber ein harter Weg. Es sei denn, und ich vermute das hast du getan, man beschränkt sich für diesen Winkel auf die "Draufsicht" und lässt Rotationen um die Bot Achsen unbeachtet.

Oder du hast eine Möglichkeit gefunden alle mathematischen Probleme auf die ich gestoßen bin so weit zu vereinfachen das es tatsächlich so simpel wird - in diesem Fall fordere ich die sofortige herausgabe der verwendeten Algorithmen ;)

5Volt-Junkie

23.08.2010, 22:49

@Hanno: dein Equip ist fast so wie meiner. Bis zu der Zeit wo ich umgezogen bin habe ich alles auf dem Balkon gemacht. Jetzt hab ich keins und wenns staubig wird dann im Bad (weil kaum Textil und man atmet da nicht viel ein) sonst auf meinem Schreibtisch oder manchmal in der Azubiwerkstatt was aber als Freizeit zählt.
Übrigens ich würde dann später wenn ich mit dem Hexa anfange, die ganze Mechanik gerne nach deinem Phoenix(1) richten. Von der größe der Module usw. sieht es ganz nach meinem Geschmack aus.

@MichaF: natürlich ist es schön wenn der Hexapod mit geneigtem Körper laufen kann, mit dem Kopf ein Objekt anvisiert und es in seinen Augen (Cams) behält wobei er hin und her läuft. Aber es ist alles ferne Zukunft für mich. Ich werd erst mal froh sein, wenn er ohne vorgefertigte stellungen der Servos über IK geradeaus läuft.

HannoHupmann

23.08.2010, 22:56

Klar kannst du machen, ich hab kein Gebrauchsmuster auf meinem Design für die Beine. Ich wollte aber neue machen, die auch leuchten können und daher hab ich dann für Phoenix² wieder andere verwendet.

rolber

01.09.2010, 19:33

Hallo Sheff !

Ich an Deiner Stelle, würde, wie auch schon gesagt, zuerst einmal ein Bein Konstruieren und Bauen.
Anschliessend dieses Bein erst einmal ein wenig bewegen, um zu sehen, ob alles so funktioniert ,wie Du es dir vorstellst.
Bei den Servos solltest Du nicht gleich die billigsten nehmen.
Wichtig ist aber, dass Du Servos benutzt, die in den Abmessungen in etwa denen entsprechen, welche Du am Ende nutzen willst.
1000 € für einen gut funktionierenden Hexa ist schon gut Kalkuliert.
Für das Steuerboard ist der wichtigste Aspekt die Speichergrösse.
Ich bin mit 2 Atmega32 Boards ,verbunden über I2C, angefangen und musste dann feststellen, dass der Speicher für die Programme einfach zu klein war.
Habe auf Atmega128 umgerüstet und bin nun "Ready for more Funktions".

Roland

Rabenauge

04.09.2010, 11:00

Das Testbein kannst du sehr preiswert bauen (würde im übrigen auch mit nem kompletten Hexa mechanisch funktionieren):
Mein Roboterarm (deutlich beweglicher als ein Bein, übrigens) besteht grösstenteils aus dünnem Sperrholz, das ist supereinfach zu bearbeiten (ich habe ausser nem Dremel und Akkubohrer keine E-Werkzeuge), man kann es fix mal eben mit Sekundenkleber zusammenheften (final dann mit Epoxy verkleben), und wenn man sich ein paar Gedanken macht, kann man problemlos jede gewünschte Stabilität erreichen, indem man die Teile im Winkel oder als Kastenkonstruktion zusammenbaut.
Als Lager benutze ich dünnes Messingrohr (der Meter 1-2€, weiss nicht mehr genau, das reicht ewig), aus dem ich mir einfach Hülsen schneide (aussen 4mm, innen 3mm), dann kann ich als Lagerbolzen einfach M3-Schrauben verwenden, das Spiel ist minimal.
Präziser gehts auch: diese Messingrohre gibt es auch grösser, da passt dann eines genau in das andere.

Servos: entweder erstmal billige (in Ebay gibts aus Hongkong immer mal zwei Stück für 1€ plus rund nen 5er Porto, also 3€ pro Stück), oder aber bei Conrad und einschlägigen Modellbauhändlern ab ca. 4€ das Stück.
Conrad hat für nen Fünfer auch verschiedene Grössen und Leistungsklassen (hab da selbst schon Jumbo-Servos gesehen).

Wie gesagt: vom mechanischen Aufbau her würde das so auch bei einem kompletten Hexa funktionieren, und geht dann komplett ohne Fräse ab, macht aber schon etwas Arbeit.
Obendrein ist so eine Konstruktion mindestens so leicht wie Kohlefaser, wenn auch, vielleicht, nicht ganz so unempfindlich.

yaro

04.09.2010, 14:24

@ rolber: Mit dem Speicher hast du völlig recht! Ich hab mit 2 Atmega16 verbunden über SPI angefangen und bin dann auf ATmega644 umgestiegen, weil sie Pinkompatibel sind. Außerdem hat der m128 den Nachteil, dass man ihn nicht (ohne zu übertackten) mit 20MHz laufen lassen kann.

Was das Testbein angeht, so ist das Geschmackssache und hat Vor- und Nachteile.
Ein Nachteil wenn man es mit Billigservos aufbaut ist, dass die Winkel, die zu einem Signal gestellt werden, sich von Servo zu Servo unterscheiden und man so den echten Hexa dann neu kallibrieren muss. Normalerweise ist das kein großes Problem, aber bei manchen Programmstruckturen (z.B. bei extrem zeitoptimierter Servoansteuerung) kann es sich zu einem sehr großen Problem entwickeln.
Ich hab meinen Hexa (zugegeben aus Not, weil ich lange auf die Teile warten musste) erstmal komplett auf dem Papier und dem PC entwickelt. Das heißt ich hab ne CAD Zeichnung gemacht und mit diesen Größen dann die Mathematik dafür entwickelt und die Software geschrieben (die Elektronik war auch schon fertig geplant). Die Software (die wichtigen Funktionen) habe ich dann mit AVRStudio4 simuliert. Erst als alles fertig war, habe ich es dann in die Praxis umgesetzt (und noch ein bisschen Debuggt, was unumgänglich ist).
Ich glaube ich habe dadurch sehr viel Zeit gespart, da ich nicht jeden Fitzelkram gleich getestet habe, sondern mir genug Zeit nehmen konnte, mir über die Funktionsweise Gedanken zu machen. Außerdem habe ich so einige Servos vor der Zerstörung bewahrt, denn wenn ich mal daran denke, was ich so für Fehler in den Programmen gemacht habe, hätte ich schon sehr viel Geld ausgeben müssen, um all diese Servos zu ersetzen.

Was die Mathematik angeht, so bin auch ich der Meinung,dass man für flüssige Bewegungen kaum um Matritzen umherkommt. Allerdings Muss man kein Mathematiker sein, um einige Matritzen gezielt awenden zu können. Für normale Bewegungen reichen einfache Drehmatritzen schon aus, und die gibt es gut aufgelistet bei wiki.

Gruß, Yaro

5Volt-Junkie

06.09.2010, 13:26

Habs mir auch etwas einfacher vorgestellt, aber offensichtlich komme ich an der ganzen Rumrechnerei nicht vorbei.
Dachte es würde gehen wenn ich einfach nur die Positionen zuweise.
Servo1 = Position1, Servo2 = Position2 und Servo3 = Position3

D.h. eigentlich wenn ich das Thema Matrizen nicht begreife, kann ich von einem laufenden Hexapod nur träumen? :(

MichaF

06.09.2010, 14:42

Dachte es würde gehen wenn ich einfach nur die Positionen zuweise.
Servo1 = Position1, Servo2 = Position2 und Servo3 = Position3
Von dieser Methode rate ich dringendst ab!

Du wirst ihn wahrscheinlich zum laufen bekommen. Aber das sieht dann weder gut aus, noch ist es irgendwie flexibel was Laufrichtung oder gar Körperausrichtung beim Laufen angeht! Wenn dir das mit den Rotationsmatrizen zu viel ist, solltest du mindestens den Weg gehen, den auch HannoHupmann berschritten hat. Sprich, den Körper immer als eine horizontale Ebene betrachten und dann mit ein wenig Trigonometrie auf die Gelenkwinkel schließen. Dann noch ein paar Gedanken zu einem Laufalorithmus machen. Fest definierte Schrittfolgen sind unschön, auch wenn das viele so machen. Bei mir entscheidet jederzeit die Software welche Beine gehoben werden müssen um optimal voran zu kommen. Die typischen Schrittfolgen ergeben sich bei konstater Bewegungsrichtung dann von ganz alleine. Alles andere sieht einfach unnatürlich aus. Ob man diesen Anspruch stellt bleibt natürlich jedem selbst überlassen. Bei mir waren es eben genau die harmonischen Bewegungen die mich fasziniert haben. Und um die nachbilden zu können braucht es ein vollständiges Mathematisches Modell. Zwar mag das ganze auch deutlich einfacher gehen, ein vollständige IK bekommt man aber ohne Matrizen und Vektorgeometrie nicht hin, davon bin ich überzeugt.

HannoHupmann

06.09.2010, 17:17

Ein klassischer Fall für die Weizenbaum-Analogie: "Der Unterschied zwischen Mitternacht und Mittag ist gravierend, aber wann der Tag in die Dunkelheit übergeht ist ziemlich ungenau." Daher lass dich nicht gleich endmutigen, es geht auch ohne Matrizen, es sieht dann nur nicht ganz so gut aus. Du kannst auch erst mal die Positionen fest vorgeben (meine ersten Versionen haben auch so funktioniert). Du kannst dir auch eine Lösung überlegen die zu dir passt und dem entspricht was du kannst und willst.

MeckPommER

04.11.2010, 08:52

Leicht verspäteter Senf von mir, aber vielleicht erreicht es den Sheff noch:

mein Hexapod kann problemlos mit geneigtem Körper laufen, die Höhe ändern und mit jedem Bein unterschiedliche Schrittweiten, Schrittfrequenzen und -höhen vollziehen.

Janz ohne Matratzen :)

Also nicht entmutigen lassen, sondern einfach anfangen und dann weitermachen, bis du fertig bist :-)

MfG MeckPommER

5Volt-Junkie

12.04.2011, 23:52

Hallo,

ich habe mir mal gedacht, ich grab mal diesen Beitrag wieder aus und stelle ein paar Fragen.

Ich habe mir viele Gangarten angeschaut und die Variante 3-3 ausgewählt. Jedoch ist mir nicht so ganz klar, wie manche die Rückwärtsbewegung (durch die ein Hexa ja nach Vorne befördert wird) der Füße realisiert haben. In den meisten Videos sieht es wie folgt aus:
Sobald ein Bein den Boden berührt, wird das Bein mit Hilfe des Schulterservos nach hinten bewegt und dabei, von oben betrachtet, mit dem Knie einen Bogen (rot) macht.

Die bessere Lösung wäre natürlich, wenn man den Knieservo die Position nachstellt, damit es eine gerade Linie (grün) wird.

Die etwas in Eile gezeichnete Grafik macht es bisschen verständlicher :)

Jetzt kommt die Frage ob sie wirklich einen Bogenverlauf machen oder es nur schwer zu erkennen ist.

Wenn ich das mit einem Bogenverlauf mache, wie sehr belaste ich damit die Gelenke und den Rest der Mechanik?
Besonders die Servos würde ich dadurch ungern schrotten.

Wie man auf dem Paint-Bild sehen kann, lege ich mich schon langsam fest wie mein zukünftiger Hexa aussehen wird, nähmlich eckig und eine Länge von ca. 25-30cm haben. :)

Vielen dank schonmal fürs Durchlesen und eure Antworten.

Ach, @ MeckPommER, danke für deinen leicht verpäteten Senf :D
Das motiviert mich natürlich und dein Hexa noch mehr.

robin

14.04.2011, 15:40

Wenn ich das mit einem Bogenverlauf mache, wie sehr belaste ich damit die Gelenke und den Rest der Mechanik?
Besonders die Servos würde ich dadurch ungern schrotten.

Wichtig bei der Bewegung ist nicht das Knie, sondern die Fußspitze und der Körper. Im idealfall, bewegen sich die Fußspitzen und der Körper des hexapods beim z.B. gerade auslaufen auf einer parallelen Linie. Ohne gewackel, nach oben und unten, gewippe etc. Um diese geradeaus-Bewegung zu ermöglichen muss dein Knie einknicken und diesen Bogenverlauf haben. Und gerade weil das Knie einknicken kann, hast du (falls richtig berechnet) keine mechanische Belastung auf den Gelenken, außer das Gewicht.

Also zu deiner Frage, ja sie machen einen Bogenverlauf und dass ist auch Sinnvoll.

Das kannst du auch selber versuchen. Nimm dir 2 Stifte. Hebe sie wie das Bein eines Hexapods und versuche eine gerade Linie zu zeichnen.
Du wirst feststellen, das wenn du dein Knie auf einer Linie bewegst, sich die "Fußspitze" anhebt oder der "körper" senkt. Solltest du es doch hinbekommen, hast du deinen "Körper" verschoben, sprich Kraft in die Falsche Richtung aufgewendet (Belastung auf die Gelenke).

Im dealfall sollte der Körper/Chassis deinen Hexapods immer eine Bekannte Entfernung vom Boden haben (gut für die Berechnung) und einen Ruhigen Lauf, sprich keine unkontrollierten Bewegungen um z.B. Beschleunigungssensoren zu vertrauen.

Richard

14.04.2011, 20:28

5Volt-Junkie

29.12.2011, 01:00

Nun graben wir mal das Ganze halbes Jahr später wieder aus :)
Erstmal, wie man sieht, habe ich einen anderen Namen hier im Forum. Statt Sheff -> 5volt-junkie ;)

Ich habe mir wieder mehrere Hexapods (oder Hexapode/n???) angeschaut, und mein Reiz für diese Wesen wurde wieder wach.

Es geht um die Mechanik und etwas um die Programmierung
Ich habe viele fertige Bots angeschaut und mir sind so einige Sachen aufgefallen, wo ich im Internet keine Erklärung gefunden habe.

1. Bei vielen Sechsbeinern sind die vorderen und hinteren Beine enger beieinander, obwohl das bei den mittleren Beinen nicht der Fall ist. Welche Auswirkungen hat das auf die Komplexität er Programmierung?
Ich wollte am Anfang alles dezent aufbauen (eckig usw.) aber langsam möchte ich das etwas ausgefallener gestalten.

2. Wieder so eine Design-Frage: bei vielen Bots hat der Oberschenkel die Form eines Bogens. Ist das die reine Optik oder bringt es irgendwelche Vor- oder Nachteile mit?

3. Gegenlager: Aber wie genau? Soll ich dazu die Servos aufmachen und von innen eine Schraube (kleben?) nach außen durchstecken und dann das gegenstück mit dem Messingrohr dran? Dazu muss ich vielleicht noch sagen, dass ich bei solchen Sachen kein Kleber mag.
Kann man eigentlich mit Hilfe von guten Servos auf die Gegenlager verzichten?

HannoHupmann

29.12.2011, 18:22

Hallo 5V-Junki

und da sag noch einer Totgesagte leben nicht länger... aber zur Sache bzw. deine Fragen:

1) Die mathematik für die Berechnung der Beinbewegung wird ein wenig komplizierter da ein Offeset mitberechnet werden muss. Unterm Strich, wenns mal läuft, dann läufts auch mit anderen Beinpositionen. Einfacher ist es natürlich alle Beine bzw. Hüftgelenke auf einer Linie bzw. zwei paralleln Linien zu haben.

2) Reine Geschmacksfrage. Sieht einfach besser aus mit gebogenen Beinen. Hier gibt es viele Bilder und Formen je nach dem was die Erbauer sich wünschen oder auch fertigen können. Wichtig ist aber: dass die Beine stabil sind. Mein Phoenix² hat das Problem, dass die Beine zwar schön gebogen und beleuchtet sind, aber leider nicht stabil genug daher wackelt der ganze Roboter. Die Mechanik ist nicht steif genug und damit kommen wir auch gleich zu drei:

3) Gegenlager sind eine Notwendigkeit für die jeder Erbauer eine andere Lösung hat. Wie du die genau realisierst kannst du bei verschiedenen Projekten sehen oder dir selber eine Lösung bauen. Ich hab für einen Roboter durch den Servoboden eine Niete gesteckt und eingeklebt. Die Spitze abgesägt und da sie hohl ist passte in das Loch genau ein kleines Kugellager... usw. Es gibt einige Hexas die ohne Gegenlager arbeiten mit einem aber! Die verwendeten Servos sind mit Metallgetriebe und doppelt Kugelgelagert ich würde sagen sie kosten über 25€ pro Stück!!! Wir reden hier also von sehr teuren Servos und auch über sehr leichte Hexas. Also keine 50cm 4kg Teile sondern eher im Rahmen von 20-30cm und <2kg.

malthy

29.12.2011, 18:43

Hallo 5V-Junkie,

wie Hanno schon sagte, es gibt viele verschiedene Ansätze um ein Gegenlager zu realisieren. Ich verwende bei meinem Hexa nur ein Gegenlager in der Hüfte, es ist so aufgebaut:

20989 20990

Die eigentliche Lagerung auf der Unterseite geschiet nur über eine Art Gleitlager. In dem Alu-Schenkel, den Du auf dem Bild oben siehst, dreht sich eine "Schraube mit Ansatz" (DIN 923 (http://www.google.de/search?q=DIN+923)). Mit einer minimalen Menge Schmiermittel ergibt das eine recht leichtgängige Lagerung. Im Knie muss mein Bein ohne Gegenlager auskommen, das ist nicht ganz optimal, allerdings habe ich diesen Servo etwas modifiziert, sodass er die radialen Kräfte ganz gut aufnimmt:

20992 20991

Zur inversen Kinematik hab ich auf meinem Blog auch ein wenig geschrieben, wenn man mit etwas Ruhe an die Sache herangeht, ist das eigentlich nicht so kompliziert. Wenn's Dich interessiert, kannst Du hier -> http://www.mtahlers.de/index.php/robotik/hexapode/inverse-kinematik mal vorbeischauen.

Gruß
Malte

P.S.: hier noch eine Gesamtansicht des Roboters:
20994

5Volt-Junkie

29.12.2011, 19:25

Danke für die Antworten!

Wie anziehend die Form mit versetzten Beinen auch ist, werde ich es wohl mit zwei Parallelen machen. Den Rumpf zu modifizieren wird wohl keine große Kunst sein.

Von der Idee am Anfang alls quick'n'dirty aufzubauen bin ich jetzt weg. Es ist einfach ein Zeit- und Geldverlust.
Ich mache es lieber von Anfang an richtig auch wenn die Mechanik mir die meiste Zeit klaut. (hat man ja beim Bubble gesehen :()

@malthy: vielen dank für deinen Link. Auch sehr interessante Webpräsenz. Leider ist mir auch das etwas zu viel. Obwohl ich in Sin/Cos mehr oder weniger fit bin (Berechnung von Blindleitungen Xl, Xc usw.) geht es hier schließlich um dreidimensionalen Raum und da "schalten meine Pins auf Hochohmig!"

Aber da es ein großes Projekt sein wird, werde ich im schlimmsten fall einen anstupsen, der mir das mit IK und wie ich das im Code umsetze erklären kann.

Überigens als Material tendere ich weißes Makrolon zu nehmen (ca. 5mm)
Und bei Servos dachte ich an die 30€-Klasse | 3 Servos pro Bein
Elektronik: Arduino UNO und evtl. SD21 Servo-Board
Programmiert wird mit Arduino eigenen GUI und Sprache oder evtl. in Arduino-Sprache (was ja C-ähnlich ist) aber Eclipse als Umgebung

Ich glaube, ich werde demnächst einen neuen Projekt-Thread aufmachen und mit einigen Nebenthemen dort einziehen.

Gruß
Lex

HannoHupmann

30.12.2011, 11:29

Hi 5V-Junki, macht das mal mit dem neuen Thema und je früher du uns mit in dein Projekt einbeziehst desto mehr können wir dir helfen. Ich bau jetzt den vierten Hexa und weis mittlerweile viele der Probleme die man damit haben kann. Vor allen in der Planung der Servos kann man viel falsch machen und die Probleme lassen sich frühzeitig umschiffen. Du kannst auch mal in mein https://www.roboternetz.de/community/threads/54277-.-Vinculum-.-Hexabot (https://www.roboternetz.de/community/threads/54277-.-Vinculum-.-Hexabot%20)Thread kucken.