Beinsteuerung - Programmierung (Berechnung)

[CL90]

Moin moin :)

Ich baue im Rahmen eines größeren Projekts einen Hexapod.
Ich programmiere gerade an der Beinsteuerung...

ich habe ein problem, und zwar benötige ich eine Berechnungsmethode für die Winkel des Beines.
Das bein besteht aus 4 Servos. Hier ein Screenshot aus meiner Simulationssoftware:
23225

Ich betrachte die Spitze des beines jetzt mal als Punkt im 3D raum (x,y,z).
Ich möchte einen Punkt im raum Vorgeben, und das Bein richtet sich dann danach aus, bringt die Spitze des Beines also zu dem Punkt.
Dazu müsste ich nur ausrechnen wie die 4 Winkel sind.
leider fehlt mir jeder ansatz....


liebe Grüße, Chris

[Günter49]

Nützliche Tipps für den Einstieg in die Problematik findest Du z.B. hier in dem gerade wiederbelebten Thread:
https://www.roboternetz.de/community/threads/56071-inverse-kinematik-für-quatropoden
besonders auch in den links von malthy und ikarus_177:
oder hier:
http://www.rn-wissen.de/index.php/Spinnenbeine_(Hexapods)#Schrittfolge


Gruß, Günter

[malthy]

Hallo Chris,

Was du suchst nennt sich "inverse Kinematik". Für die Beinstruktur, die die meisten Hobbykonstrukteure verwenden (3 Servos, zwei davon in einer Ebene) ist das eigentlich nicht so schwierig, Günter49 hat da ja schon ein paar nützliche Links genannt. Soweit ich das jetzt auf die Schnelle sehe, könnte die Sache bei deiner Konstruktion etwas komplizierter werden, weil du einen zusätzlichen Freiheitsgrad hast. Dadurch können Mehrdeutigkeiten in der Kinematik entstehen, die sich dann eben auch in einer etwas komplizierteren Mathematik niederschlagen. Es ist auf jeden Fall interessant einen Freiheitsgrad mehr zu haben, wenn das dein erstes Projekt dieser Art ist und du es dir aussuchen kannst, wäre vielleicht erstmal der 3-Servo-Ansatz "schmerzfreier". Oder ist das gute Stück schon aufgebaut (dann wären ein paar Fotos interessant...)?

Gruß
Malte

[HannoHupmann]

3 Motoren bzw. die Freiheitsgrade reichen der vierte Motor bringt keinen weiteren Nutzen, er macht die Mechanik nur komplizierter und teurer. Alle notwendigen Bewegungen der Fuss-Spitze lassen sich bereit mit drei Motoren realisieren.

Abgesehen davon gibt es zur inversen Kinematik bei Hexas schon sehr viele Beiträge.


PS: Der Ansatz ist sich eine mögliche Geometrie des Beins aufzumalen und dann mittels Winkelberechnung und Geometrie die dazu notwendigen Gelenkwinkel zu berechnen. Danach kann man es verallgemeinern und bekommt die IK