Hexapod Neueinsteiger

[highspeedtractor]

Tag zusammen,

kurz zu meiner Person - Dirk aus Köln, Modellbau seit 30 Jahren in allen Sparten, aktuell mit Mikrokoptern und autonomen Fluggeräten beschäftigt. Möchte mich jetzt mal an die Roboter wagen. Habe mich durch diverse Foren gelesen und meine Wahl ist auf einen Hexapod gefallen. Meine Vorstellung und Fernziel ist folgendes: Hexa in linearer Anordnung, über RC (also nicht diese PS2 Controller mangels Reichweite) und evtl. WLAN steuerbar, das ganze mit Kamera und Videobrille ausgestattet.

An Komponenten ist einiges in der Wühlkiste vorhanden, unter anderem auch Microbasic Zeug (ARC32 und Botboard II) Wäre das eine ausreichende Basis zur Steuerung, vor allem im Hinblick auf geplante Erweiterungen?
Akkus, Servos etc. sind ausreichend vorhanden.
Ich habe Zugriff auf Fräse, 3D Drucker und CAD Software und kann auch leidlich damit umgehen.

Mein größtes Manko ist jedoch Programmierung und Software. Ich kann zwar Regler und Prozessoren nach Anleitung flashen, das wars aber auch schon :) Hier erhoffe ich mir ein wenig Unterstützung durch dieses Forum.

Ich erstelle momentan die ersten Zeichnungen für das Chassis und die Beine und werde falls Interesse besteht gerne hier etwas posten. Anregungen und Tips sind natürlich jederzeit willkommen.

Viele Grüße

Dirk

[HannoHupmann]

Hallo und Willkommen.

Mit dem Titel "Hexapod Neueinsteiger" rufst du natürlich alte Hexapod-Hasen auf den Plan. Als solcher stolper ich immer wieder über diese Threads wo gerade (oder ganz besonders) Anfänger mit der Idee kommen: "ich will einen hexabot bauen", nach ungefähr 2 Monaten wird es dann meistens ruhig und man hört nie wieder etwas von dem Projekt. Warum erzähl ich das? Weil Hexabots: sehr kompliziert sind, eine technische (bzw. mechanische) Herausforderung darstellen und schnell ins Geld gehen können. Außerdem ist die Programmierung nicht gerade "trivial" und ein wenig mehr Gehirnschmalz als nur Hindernissen ausweichen ist dafür schon notwendig (übrigens RC Control widerspricht dem Prinzipien eines Roboters, aber seis drum, dann eben ein RemoteControll gesteuerter Hexa).

First thinks first:
0) Was für eine Art von Hexa soll es denn werden? 3DOF oder nur 2DOF?
1) Ja poste auf jedenfall deine Zeichnungen, das hat den Vorteil, dass Leute wie ich deine Ideen kritisieren können und dir sehr früh aufzeigen werden wo dein Design fehler hat. Wenn es keine Fehler hat, werden wir dich dafür loben.
2) Bring den Roboter erst mal auf die Beine und zum Laufen, danach denkt man über weitere "Erweiterungen" nach
3) Hast du Abmessungen und Gewicht schon definiert? Davon hängt ab welche Servos verwendet werden können und es wäre natürlich dann sinnvoll die zu nutzen die schon vorhanden sind. Allerdings falsche Abmessung und schon braucht es einen Satz neuer Servos.
3.2) Servos sind das entscheidende Kriterium bei einem Hexa, denn diese sind dafür verantwortlich ober der Hexa überhaupt funktioniert. Ist das Drehmoment nicht ausreichend kann man es auch gleich lassen. Hier kommt wieder Punkt 0 und 3.

Mit den Controllern hab ich keine Ahnung, könnte gehen oder auch nicht. Zu empfehlen ist ein Controller der hier im Forum bekannt ist und daher von vielen Usern unterstützt werden kann.

Jetzt noch ein paar Hardfacts:
1) 18 Servos = 20€ pro Servo (billig) = 360€
2) Meine Hexas (mittlerweile 4 Stück) haben mich vermutlich 1000€ gekostet. Ohne Equipment für die Herstellung gerechnet!
3) Ich brauch etwa 200 Stunden für eine Hexa (sind etwa 3 Stunden pro Woche) vermutlich eher mehr
4) Mein Vinculum hat 150€ pro Bein gekostet (900€) und ist noch nicht fertig (Bauzeit 1 Jahre bisher)

Und noch ein paar abschliessende Worte: Um eine Hexabot zu bauen braucht es Durchhaltevermögen und Begeisterung. Für Anfänger braucht es noch mehr Durchhaltevermögen und Begeisterung, denn du wirst über sehr viele Probleme stolpern für die es "keine fertige Lösung" gibt und dann heißt es durchbeißen. Übrigens ist das für mich die Motivation Roboter zu bauen. ich will an Punkte kommen wo es keine Lösung, kein Tutorial oder eine Anleitung gibt und dann selbst eine Lösung finden!

[highspeedtractor]

Hallo Hanno,

vielen Dank für Deine informative Antworten.

Es soll ein 3DOF werden in Inline Konfiguration. Ich werde mal ganz vorsichtig mit einem Bein anfangen bzw. im CAD das Gewicht grob durchrechnen lassen. Erste Teile sind grade aus dem Drucker gefallen um mal ein Gefühl für die Kinematik zu bekommen.

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Bildqualität ist ziemlich besch....., ich gelobe Besserung:) Servos hab ich noch große Auswahl aus dem HUbschrauberfundus, alles Metallgetriebe und kugelgelagert. Sind auch welche mit Kraft dabei. Problematisch wird evtl. die Beschaffung der restlichen, so dass im schlimmsten Fall ein neuer Satz gekauft werden muß. Klar soll er erstmal auf eigenen Beinen stehen und sich bewegen, alles andere wird sich finden. Ich werde auf jeden Fall mal die Lynxmotion Komponenten antesten weil vorhanden. Umrüsten auf andere/bessere Kontroller geht immer noch.

Das die Programmierung alles andere als Sonntagsspaziergang ist, ist mir durchaus bewusst. Werde mich aber während des Mechanikaufbaus fleissig einlesen, mal sehen ob ich das hinkriege.

Ich werde berichten.

Gruss

Dirk

[malthy]

Moin,

warum hast du den rechten Servo im zweiten Bild nur auf einer Seite befestigt? Ich denke es hätte deutliche Vorteile für die Stabilität, wenn der Servo auf beiden Seiten gehalten würde...

Gruß
Malte

[robin]

Ich würde den Servo auch garnicht an den "oberschenkel" sondern an das Hüftgelenk anbringen (bewegte Masse), so dass nur der "Knieservo" bewegt werden muss.

z.B. so:
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Hat 2 Vorteile, der Oberschenkel wird kürzer -> schwächerer Servos benötig bzw Bot kann schwerer werden.
geringere Bewegte Masse -> Bein ist Genauer

[malthy]

Ich würde den Servo auch garnicht an den "oberschenkel" sondern an das Hüftgelenk anbringen

Ich hatte die Konstruktion schon so verstanden, dass die gezeigte Einheit die Hüfte mit 2 DOF sein soll. Aber ich würde Robin trotzdem zustimmen, ein kompakterer Aufbau so wie in der Skizze gezeigt, ist sicher sinnvoller. Bei meinem Hexa habe ich das seinerzeit ganz ähnlich gelöst:

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Dann wollte ich noch loswerden: vor der inversen Kinematik in diesem Fall wird für meinen Geschmack immer etwas viel Panik gemacht. Sie lässt sich aber hier noch ganz klassisch mit ein bißchen Sinus und Cosinus "zu Fuß" rechnen. Ich hatte auch erst zu viel Respekt davor, wenn man sich mal mit Papier, Bleistift und einer trigonometrischen Formelsammlung (bzw Wikipadia) hinsetzt, kommt man mit der Zeit selber ganz gut dahinter, auch wenn man kein Mathe-Genie ist. Ich würde diesen Weg vielleicht sogar dem langen Lesen von anderer Leute Lösungen vorziehen.

Gruß
Malte

[HeXPloreR]

Das ist hier mal ein Entwurf von mir.
Denke so werde ich es machen - Prototyp ist schon gefertigt. Inklusive erster Fehler, vom ersten Entwurf ohne CAD = Oberschenkelservo ca. 5mm zu hoch angesetzt.

[robin]

so schön dein Bein auch aussieht Hexplorer, die Stabilität wird nicht die beste sein. Alles recht dünn und keine Gegenlager, das dürfte recht stark nachgeben.

[HeXPloreR]

Der Oberschenkel ist mit der Aussparung so noch nicht gefertigt. Ist nur die Aussenkontur - und wirklich extrem dünn geCADet, muß aber letzten Endes an der Stelle nicht so filigran sein.
Einen möglicher zweiter Oberschenkel (= Gegenlagerung) ist im Projekt berücksichtigt, aber vorerst nicht weiter geplant. Dieser sollte dann halbwegs problemlos einfügbar sein.
Aber ich versuche natürlich in Belastungsrichtung möglichst viel abzufangen was mir jetzt schon auffällt.
Da ich nur Handwerkzeuge habe, versuche ich möglichst alles aus 1,5mm Winkeln herzustellen. Die stoßflächen sind mit 2K-Kleber verklebt. Wenn das wirklich zu instabil ist, dann baue ich alles nochmal in 2mm Winkel.

Aber zum Glück geht es hier nicht um mein Bein ;)

[HannoHupmann]

@HexPloreR: Täusch dich da mal nicht. Nur weil es bei micromagic funktionier - der hat allerdings eine sehr gute Anbindung an seine Servohörner realisiert und die Oberschenkel aus Aluminium gefräst - kann ich aus eigener, leidvoller Erfahrung berichten, dass sich die Oberschenkel gerne verdrehen. Durch die Länge des Fusses entsteht ein enormer verdreh-Hebel auf die Oberschenkel und der kann mit einem Gegenlager bzw. zwei Oberschenkel- "Knochen" verkleinert oder ganz kompensiert werden. Beide Oberschenkel-Streben müssen miteinander verbunden werden und wenn du die ausfräst, dann gibt es kein "Fleisch" um daran anzuschrauben.

@highspeedtractor Mit einem 3D-Drucker ist es natürlich leicht einen Prototypen aufzubauen und ich habe bei mir auch mit einem Bein angefangen.

[highspeedtractor]

warum hast du den rechten Servo im zweiten Bild nur auf einer Seite befestigt? Ich denke es hätte deutliche Vorteile für die Stabilität, wenn der Servo auf beiden Seiten gehalten würde...

@malthy Das Servo ist zwar nur auf einer Seite geschraubt, wird aber auf der Rückseite komplett durch den "Gegenlagerbecher" geführt, der fest mit dem "Oberschenkel" verbunden ist. Ich hatte ja bessere Bilder versprochen, vielleicht wird es hier deutlicher.
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Grundgedanke war auch einfache Fertigung. Ich spare mir so jede Menge Stützmaterial beim Drucken. Man wird sehen, was der längere Hebelarm für Nachteile hat.
Festigkeitsbedenken habe ich eigentlich nicht. Material ist hochfestes ABS. Wir drucken damit unter anderem funktionsfähige Automobilkomponenten zwecks Evaluierung bei namhaften Herstellern.

Gruß

Dirk

[malthy]

Hm, okay. Wobei die Schale ja ein extra Teil ist. Insofern hängt die Stabilität insgesamt dann wiederrum davon ab, wie gut die Schale mit dem Rest verbunden ist. Das kann ich gerade nicht erkennen, aber ich vermute mal, sie ist über die Schrauben, die den Servo fixieren gegen das andere Teil gezogen...

[HeXPloreR]

Also wenn ich die Möglichkeit hätte ein sehr kompaktes Bein bzw eher Servohalter per 3D-Drucker herzustellen, dann würd ich das tun ...so ziemlich unter nicht Beachtung des nötigen Stützmaterials.

Also so wie das momentan ausschaut, könnte ich mir vorstellen du möchtest 2DOF Beine bauen? Hattest Du dazu schon was gesagt?

Kleiner Tipp aus meiner Bioloidecke abgeguckt:

Nummerier die Beine durch z.B. alle Links heißen 1 - 3 - 5, dann alle Rechts 2 - 4 - 6.
die dazu gehörigen Servos sind dann für Bein 1: 11,12,(13). Bein 2: 21,22,(23). Oder natürlich auch einfacher in aufsteigender Reihenfolge 1 2 3 zu Bein 1, 4 5 6 zu Bein2...
Makiere die Servos und die dazu gehörigen Stecker mit Nummern.
Makiere die Servosteuerplatine dementsprechend.

Ziel der Aktion: Erspart wertvolle Zeit beim zerlegen und (Anschluss-)Fehler beim wieder zusammen bauen...

Beim Programmieren später kannst bzw musst Du sowieso auf irgendeine Nummerierung/Bennenung der Servos zurückgreifen.

Edit: Ah ja, 3DOF haste gesagt ;) ...

[HannoHupmann]

@highspeedtractor das mit dem 3D Drucker ist dann natürlich eine feine Sache. Zumal das Material nicht ganz billig ist oder hat sich das mittlerweile geändert? Wie teuer sind den so Teile? Prinzipiell kann man die Geometrie auch anders machen, aber ich sehe jetzt auch keine zwingende Notwendigkeit dafür. Wird vermutlich schon halten, ansonsten gilt testen und ggf. neu machen.


@Hexplorer bei mir sind sie anders Nummeriert bzw. die Beine heißen A bis F und die Servos entsprechend A0. A1. A2 und so weiter. Lässt sich mit Buchstaben nämlich leichter im Programm unterbringen als reine Nummern Werte. Allerdings geb ich dir recht, dass es sinnvoll ist die Stecker zu markieren, das spart wirklich arbeit. Gehört aber zu den Dingen die man erst beim Aufbau berücksichtigen muss.

[HeXPloreR]

...
bei mir sind sie anders Nummeriert bzw. die Beine heißen A bis F und die Servos entsprechend A0. A1. A2 und so weiter. Lässt sich mit Buchstaben nämlich leichter im Programm unterbringen als reine Nummern Werte. .... markieren ...Gehört aber zu den Dingen die man erst beim Aufbau berücksichtigen muss.

Ich wollte jetzt niemandem seine variablen vorgeben - es war eher ein Tipp den wohl jeder selbst umsetzen müsste, wenn man den wollte ...ich würd auch niemals reine Zahlenwerte dafür benutzen, aber "wServo21" wollte ich jetzt auch nicht schreiben.
Wenn man vorher markiert hat, schadet es wohl auch nicht...wenn man es sowieso macht, kann es also auch vorher machen - weil man es dann eben auch nicht plötzlich doch vergessen hat, und es dann müselig beim zerlegen anbringt. Und man kann gleich mit der richtigen Bezeichnug im ersten (Test-)Programm arbeiten, ohne es später irgendwie anpassen zu müssen.

[Chaosmann]

Hi Dirk,

Schöne Teile.
Ich weiß jetzt nicht, wie viel Spiel die Schale mit dem Gegenlager auf dem Servo hat, aber ich würde gerade die eine Seite (wo das Kabel vom Servo heraus kommt) bis hoch an die Lasche von Servo ziehn, dann könntest du das Servo hier noch verschrauben und die Kunstruktion wäre in sich verspannt und hätte definitiv kein Spiel mehr.
Bei meinem Bot hatte ich anfänglich das Problem, dass die Oberschenkel sich leicht verdreht haben. Das resultierte dann in einem wabbligen Gang. Ein halber mm Spiel an dieser Stelle kann je nach Beinlänge am Fuß auch mal ein Spiel von 1 cm verursachen.

Außerdem solltest du vielleicht noch über Metallservohörner nachdenken.

Gruß
Daniel

[HeXPloreR]

Ich wollte hier mal die Gelegenheit nutzen auf diesen Shop aufmerksam zu machen - dort gibt es auch diese Servohebel aus Alu. Im Germany Warehouse jedoch nur eine begrenztere Auswahl im Vergleich zum International. PayPal oder Kreditkarte sind allerdings Voraussetzung zum bestellen.

http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__387__366__Servos_and_parts-Servo_Accessories.html


Viele Grüße

[highspeedtractor]

Hallo zusammen,

nicht das jemand meint, ich hätte aufgegeben. Arbeit, Jahreswechsel und ein wenig Urlaub fordern auch ihren Tribut. Ich habe jetzt die Mechanik soweit fertig, hoffe ich. Lasst Euch einfach von den Bilder zu Anregungen und Kritik inspirieren. Ja, ich weiss, der Hebelarm ist immer noch zu groß und ich bin mir der Nachteile durchaus bewusst, möchte es aber dennoch erstmal so versuchen. Wie man erkennt, ist diese Version schon geändert was Servobefestigung und Gegenlager angeht. Es ist aber schon eine neue Version im CAD in Arbeit, bei der die Abstände auf ein Minimum reduziert sind.

Erstmal die Bilder......hoffe sie sind nicht zu groß.

http://i137.photobucket.com/albums/q236/highspeedtractor/P1140546_zps41be9152.jpg


http://i137.photobucket.com/albums/q236/highspeedtractor/P1140544_zps6e37c879.jpg


http://i137.photobucket.com/albums/q236/highspeedtractor/P1140543_zpsb4223db7.jpg


Jetzt heisst es erstmal mit dem ARC32 Board vertraut zu werden und das Ding zu programmieren. Ich habe vor, den Phoenix Code aus dem Lynxmotion Forum zu nutzen. Falls damit jemand Erfahrungen hat, nur keine Hemmungen, was Tipps und Tricks angeht.


Fortsetzung folgt........


Gruß

Dirk

[highspeedtractor]

Hier mein neues Konzept für das Hüftgelenk. Damit ist der Abstand der beiden Servos ziemlich minimiert, oder?

http://i137.photobucket.com/albums/q236/highspeedtractor/hueftgelenk_zps761fc2a6.jpg


Anregungen? Kritik?


Gruß

Dirk

[malthy]

Hast du denn schon konkrete Probleme mit deinem ersten Ansatz gehabt oder warum schwenkst du unmittelbar nach Fertigstellung des ersten Ansatzes um? Grundsätzlich hat deine zweite Variante Vorteile, ja. Aber das wurde ja im Grunde schon in der vorhergehenden Diskussion erörtert.

Gruß
Malte

P.S.: Deine Abbildung ist eine CAD Grafik oder? Was ist das für eine Software? Inventor?

[HannoHupmann]

Ich sehe ehrlich gesagt keine Notwendigkeit für das re-design, denn ich glaube nicht, dass die Masse des Fusses ausreicht um schon zu schwingen oder den Hexa ungenau werden zu lassen.
Ich denke eher, dass es das klassische: "ich konstruier lieber als dass ich programmiere" Syndrom ist, vor allen wenn man sich noch nicht in das Thema eingearbeitet hat, aber im CAD schon fit ist ;-P

[highspeedtractor]

@ Hanno, du sagst es :) aber immerhin kommuniziere ich mittlerweile schon mit dem Prozessor Board über USB und es blinkt grün. Dabei waren schon die ersten Hürden zu nehmen, weil es ums Verrecken nicht mit WIN7 64bit laufen wollte. Bestimmt 2 Stunden Lehrgeld bezahlt, nun funktionieren aber zumindest schonmal kleine Beispielprogramme.

@Malthy, nein keinen Probleme bis jetzt. Läuft ja noch nix. Aber schonmal gut zu wissen, das man im Fall Alternativen hat, oder? Bild ist übrigens ein Rendering aus Solidworks.

Ich berichte weiter......


Gruß

Dirk

[highspeedtractor]

Ich wollte hier mal die Gelegenheit nutzen auf diesen Shop aufmerksam zu machen - dort gibt es auch diese Servohebel aus Alu. Im Germany Warehouse jedoch nur eine begrenztere Auswahl im Vergleich zum International. PayPal oder Kreditkarte sind allerdings Voraussetzung zum bestellen.

http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__387__366__Servos_and_parts-Servo_Accessories.html


Viele Grüße

Ja, kenne ich, bestelle dort ziemlich regelmäßig Zubehör für Mikrokopter etc.

Aber selbst im internationalen Warenhaus ist die Auswahl für Hitec recht bescheiden, es gibt z.b. keine Scheiben, sondern nur Kreuze, die natürlich auch funktionieren. Zumal der Preis auch nicht gerade ein Schnapper ist. Die Lynxmotion Servoscheiben bekomme ich bei noDNA hier in Deutschland auch für 3,80€ muss nicht ewig drauf warten und nicht, wenn ich Pech habe, zum Zoll dackeln, weil bei 18 Stück der Bestellwert mit 86€ deutlich über der Freigrenze liegt.

Trotzdem immer eine gute Alternative, ja nachdem, was man benötigt.

Danke


Gruß

Dirk

[HannoHupmann]

ich könnte nicht davon berichten, wenn ich es nicht selbst genauso machen würde. Lieber 4 Stunden CAD gezeichnet und Teile gebastelt als 2 Stunden nullen und einsen in der Gegen herum geschubst. Vor allen wenn es nicht geht und man keine Ahnung hat warum. Ich hab da gerade einen i2c Chip zum "leben erweckt" was mich aber drei Tage gekostet hat! Aber dafür ist es um so schöner wenn es dann funktioniert, also dran bleiben!


Ich hab bei Hobbyking gerade 6 neue Schulterservos bestellt und warte auf die. Wird wohl noch ein paar Tage dauern, aber die restlichen Umbauteile sind ja auch noch nicht da.

Leider finde ich im Moment niemand der mit eine doppelseitige Platine herstellen kann :-(