Quadruped by Ripper121

[Ripper121]

Hier mein Quadruped:

Controller wird ein Atmega8
Servos sind 12x TowerPro MG995
Gesteuert wird er über ein EasyRadio Modul (UART-FUNK)
Der Körper besteht aus 4mm Alu welches mit einem Laser Cutter zugeschnitten wird


Das Modell wurde mit SketchUp 1 zu 1 erstellt und dann als AutoCad Modell Exportiert für den Laser Cutter.

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Großes Bild: http://imageshack.us/a/img819/5805/roboterkomplett.png (http://imageshack.us/photo/my-images/819/roboterkomplett.png/)

Online 3D-Galerie: http://sketchfab.com/ripper121

Hier die SketchUp Dateien: http://docs.google.com/file/d/0B8CnI1PuBigbNGVSR1BZSk1GMEE/edit
Hier die AutoCad Dateien: http://docs.google.com/file/d/0B8CnI1PuBigbQ2Y5QlpTWWNMUlU/edit
Hier alle Projekt Dateien als Übersicht: http://docs.google.com/folder/d/0B8CnI1PuBigbeGlzM1BwY2tqU2s/edit

To Do:

Eagle Entwurf des Controller Boards
Laser Cutten

[robin]

Ich würde die Fußspitze nochmal überdenken oder soll da noch was dran gebaut werden?

Aktuell hast du 2 Auflagepunkte an deiner Fußspitze, welche dir beim Drehen Probleme bereiten werden. Da du nicht sicher sagen kannst, welcher der Beiden Auflagepunkte gerade am Boden ist.

[Ripper121]

ok Danke muss ich noch ändern

- - - Aktualisiert - - -

So nochmal beine abgeändert:
https://docs.google.com/folder/d/0B8CnI1PuBigbeGlzM1BwY2tqU2s/edit

[HannoHupmann]

Ein paar Worte zum Konzept vom "alten Hasen":

1) Die Beine haben sehr viel Maße im Beweglichen Teil, damit werden sie unpräziser.
2) Die "Oberschenkel" sind zu "massiv" und werden den Großteil des Gewichts ausmachen.
3) Die gewählten Servos sind nach Urteil der Hobbyflieger unpräzise aber dafür Kraftvoll
4) 4mm Aluminium ist viel zu dick. Ich hab meine Hexa-Teile aus 2,8mm Alu gemacht, Löcher und Aussparungen drin und die sind immer noch "sehr stabil". 4mm Alu wird vom Gewicht her auch zu viel. Alternativ 4mm Dibond oder gleich 2,5mm Aluminium.
5) Der Abstand zwischen Schulterachse und Hüftgelenk ist sehr groß gewählt, günstiger sind nahe zusammen liegende Achsen.
6) Die "Klötze" an denen die Servos befestigt werden vom Gewicht her eine Katastrophe sein, solange sie nicht aus sehr leichtem Plastik sind.
7) Die U-Winkel für die Gelenke sind Frästeile? Dann werden sie sehr aufwendig. Eventuell hier auf Rapid - Prototyping zurück greifen.
8 ) Die "neuen" Fussspitzen sind nicht leicht an den Fussstreben zu befestigen Aufgrund der Aussparungen ist Schrauben nicht möglich, höchstens sowas wie eine "Nut-Feder" Verbindung
9) Die Spitze der Füße ist nur für weichen Untergrund geeignet auf harten, glatten Flächen werden die Füße gnadenlos wegrutschen.
10) Die Halterung der Hüftservos kann mit der Grundplatte des Körpers kombiniert werden und damit vereinfacht
11) In die Halterungen der Servos (diese U-Förmigen) einen Servoflansch zu fräsen oder Laserschneiden ist sehr aufwendig da die Toleranzen sehr eng sind und die Passgenauigkeit vermutlich nicht erreicht wird. Besser die Servohörner verwenden die mitgeliefert werden.



Fragen:
1) Wie schwer wird der Roboter?
2) Wie lange werden die Oberschenkel?
3) Was besagt die Drehmoment-Berechnung für die Schulterservos? Ich denke die 130Ncm der Servos werden bei 4mm Alu nicht ausreichen.
4) Wie sieht das Gegenlager Konzept für die Servos aus?
5) Leider sind keine Dimensionen zu sehen, also wie groß soll das gute Ding werden?

Lobenswert:
1) Dein Bild bei Sketchfab ist prima um das Design genauer zu betrachten, das mach es leicht die oben genannten Anregungen zu finden.
2) Das Design der Füße bzw. Fussstreben ist chic.

[Ripper121]

1. Über das Gewicht habe ich mir keine Gedanken gemacht, weil jeder servo 10 Kilo heben kann
2. Habe es nochmal überarbeitet
3. Keine Berechnung gemacht
4. Ist freilaufend aber ungelagtert (lager werden dann optional eingebaut)
5. Wenn du das den Kompletten Roboter runterlädst kann man die Maße 1 zu 1 in SketchUp/AutoCAD ablesen, habe jetzt alles aus 2mm Alu gemacht und alles etwas gekürzt

Hier der Komplette Ordner (SketchUp,AutoCAD und DAE Dateien) mit 2 Bilder wo die Maße drauf sind.
http://docs.google.com/folder/d/0B8CnI1PuBigbeGlzM1BwY2tqU2s/edit

Hier nochmal die neuen Modelle im Online Betrachter:
http://sketchfab.com/ripper121

Ich hoffe das das alles so klappt wie in der Simulation in Sketchyphysics.

http://img16.imageshack.us/img16/411/armkomplettmase.png (http://imageshack.us/photo/my-images/16/armkomplettmase.png/)
http://img5.imageshack.us/img5/7706/roboterkomplettmase.png (http://imageshack.us/photo/my-images/5/roboterkomplettmase.png/)

[robin]

Zu 1. Die Servos können 10Kg bei einen 1cm Hebel heben. Dein Bein ist aber 14cm land, der Drehpunkt ist vllt. bei 12cm (?), dann sind es nur noch ein 12tel der Kraft (Hebelgesetz).

[Ripper121]

Also ca 1kg pro bein, da dürfte er ja ca 4kg wiegen. naja mal sehen wenn es ne geht werden die beine gekürzt

So ez sind die beine kurz ^^
https://sketchfab.com/show/6gqcWgxfIKpEdYPwzfiFvdA8ymq

[robin]

Kleiner Denkfehler deinerseits, du musst ja auch ein Bein anheben können -> 3Kg, die man aber nicht komplett auslasten sollte ;)

würde maximal 1,5Kg anpeilen, mehr nicht, dann bist du auf der Sicheren Seite.

[erik_wolfram]

Hmmm, da hat robin wohl recht!

Man muss ja auch bedenken, dass der Roboter sich einigermaßen schnell bewegen soll - dann kommt noch eine dynamische Komponente dazu.
Will man, dass der Roboter auch im "Trab" läuft sind immer nur 2 Beine am Boden!

Andererseits ist es bei solchen Robotern immer eine Frage des Hebels - je enger die Beine am Körper und durchgestreckter die "Knie" sind desto mehr können die Motoren tragen. Dann leidet aber die Geschwindigkeit darunter (weil die Beine weniger ausholen können).
Mit den optionalen kurzen Beinen würde man ja genau diese Bedingung erfüllen...

Bin gespannt wie es weiter geht^^

Gruß Erik

[Ripper121]

Ich selbst auch mal sehen was der Laser Cutter Mann sagt wie ich die modelle anpassen (Aufklappen) muss damit sie Geschnitten werden können

[HannoHupmann]

Gibt genug im Forum wie man für Hexabots die Kräfte an den Beinen ausrechnet. Für Quadrobots läuft es analog nur eben mit vier Beinen. Daher rate ich dir dringend die Drehmomente zu berechnen und entweder die Servos stärker zu wählen oder das Gewicht zu reduzieren.
Hier meine Berechnung für meinen Hexa https://www.roboternetz.de/community/threads/54277-Vinculum-Hexabot/page11 Beitrag #105

Ganz ehrlich ich bin immer noch nicht überzeugt bei dem Design. Entweder ist es im CAD nicht dargestellt oder der Roboter kann so nie aufgebaut werden!
1) Es geht um die Länge der Oberschenkel (bei dir mit Halter_2_bolzen bezeichnet) nicht um die Länge der Füße für die Berechnung der Drehmomente, sieht mir nach Missverständnis aus. Schau dir das nochmal genau an, ansonsten hast du entweder Glück und das Drehmoment reicht (was ich zu bezweifeln wage) oder Pech und keine Freude an deinem Roboter
2) den Oberschenkel könnte man einfacher aus zwei Teilen konstruieren die nicht gewinkelt sind, was deutlich einfacher und günstiger zu fertigen ist.
3) Das Teil Halter_3_Komplett kann nicht am Servo montiert werden, da es offensichtlich aus einem Stück ist und daher nicht über das Horn geht.
4) Halter_1_bolzen könnte man komplett weg lassen wenn man ein wenig umkonstruiert:
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Zwischen Grund und Deckplatte müssen noch ein paar Abstandsbolzen.

In der Form gibt es viele Möglichkeiten das Design noch zu verbessern, vereinfachen, kosten günstiger und leichter zu machen.

[Ripper121]

So besser?
http://img546.imageshack.us/img546/8053/roboterauseinander.png (http://imageshack.us/photo/my-images/546/roboterauseinander.png/)
http://img560.imageshack.us/img560/9602/roboterzusammen.png (http://imageshack.us/photo/my-images/560/roboterzusammen.png/)
http://img32.imageshack.us/img32/2858/roboterkomplettneu.png (http://imageshack.us/photo/my-images/32/roboterkomplettneu.png/)

[radbruch]

Hallo

Bitte beachte Punkt 11:

https://www.roboternetz.de/community/content/34-forum-regeln_1

Gruß

mic

[Ripper121]

ok kommt ne wieder vor

[HannoHupmann]

Ich würde den Oberschenkel anders Designen das sieht im Moment doch noch sehr kompliziert aus. Warum machst du nicht das gleiche Prinzip wie beim Körper? Sprich eine Platte oben an der die Servos befestigt werden. Eine Platte auf der Unterseite an der die Gegenlager befestigt werden. Verbunden werden beide Platten mit Abstandshaltern oder schrauben. Mehr braucht es nicht und aus den komplexen 3D Teilen würden, dann 2D Teile die deutlich leichter zu produzieren sind mit Laserschneiden. sind.

Über die Länge der Oberschenkel würde ich mittels der Drehmomentberechnung entscheiden. Ist wirklich nicht schwer und in meinem Hexabot Thread steht drin wie es geht, alternativ in der Wiki.

Ganz verständlich ist für mich auch noch nicht wie du die U-Halter fertigen möchtest die die Servos umschließen und die Verbindung zu Horn und Gegenlager darstellen.

[Ripper121]

kannst du mir mal das modell zu schicken ?
https://sketchfab.com/show/v7D765sOOqhO73cLdnfkpDpEEC7

Hast es doch bestimmt auch als datei.

[HeXPloreR]

Hallo,

ich denke mal was Hanno meint ist das Problem hier mit der Verbindung. Vom Fertigungsaufwand mal abgesehen, wurde ja schon angesprochen.
Ich denke schon das man solche Winkel fräsen, bzw fertige (gekaufte) Aluprofile so umarbeiten kann
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Ich hoffe Du bekommst auch Gewinde in die Halter um die Servos festzuschrauben? Mit durchgängogen Schrauben+Muttern wird es anscheinen ja auch knapp.

Vielleicht eignet sich etwas anderes dort besser?

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Das sind zwei Winkel mit Aussparung für die Servos. Die werden dann per 2K-Kleber an den Stpßflächen verbunden. Ich habe grade keine U-Profile gezeichnet - aber für die Gegenlagerversion geht das auch mit U-Profil. Wenn man genug Platz und/oder Luft hat, kann man die sicher auch verschrauben.


Dabei sehe ich grade, Du solltest in dem Fuß vielleicht auch noch einige Streben vorsehen.
Man sollte auch bedenken, das die hier unter anderem verwendeten "Servos" bis 18kg/cm-12V (AX-18A) bereitstellen:

http://www.trossenrobotics.com/phantomx-ax-hexapod.aspx
Mit AX-12A Dyxs läuft er eben langsamer. Da gab es auch irgendwo ein Vergleichsvideo.



Viele Grüße

[HannoHupmann]

@HeXPloreR auch eine Lösung aber noch nicht was ich meinte, ich schick später mal eine Zeichnung wie ich mir das Vorstellen würde. es sollte mit reinen 2D Teilen gehen also ohne biegen oder winkeln.

Dein Link zeigt wohl die Vorlage für dieses Design, sieht schon sehr ähnlich aus. Hier ist auch die Befestigung der Hüft-Servos genauso gemacht wie ich das vorgeschlagen habe. Das gleiche Konzept kann man auch für die Oberschenkel nutzen.

Ich versteh nur nicht warum die bei dem PhantomX soviele Schrauben für die Servos verwenden, müssen ja enorme Kräfte sein die da wirken.

@Ripper121 hab ich, was für ein Datenformat brauchst du? Stp?

[HeXPloreR]

Ja Hanno, mir ist (später) aufgefallen das Du etwas mit den Gegenlagern meinst...aber ich lass den Text jetzt mal so. Mir ist zuerst diese Verbindungdstelle als Problem aufgefallen.

Tja das mit den Schrauben...kein Plan - sind mir definitiv auch zu viele.
Hier ist nochmal was "flippiges" (0:30) zu diesem Design - und irre schnell das Teil:
http://www.youtube.com/watch?v=rAeQn5QnyXo

Viele Grüße

[HeXPloreR]

...
3) Das Teil Halter_3_Komplett kann nicht am Servo montiert werden, da es offensichtlich aus einem Stück ist und daher nicht über das Horn geht.
...
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Meine (abgeguckte) Idee dazu - ich hoffe man kann meine schöne Paint-Skizze erkennen:
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Das ist eine Möglichkeit die auch beim Bioloid benutzt wird, allerdings mit Horn und die Halter sind (normalerweise beim Bioloid AX) aus Kunststoff. Dazwischen wird dann an 3. Stelle eine Scheibe eingeschoben und mit einer Buches verschraubt. Da kann man dann eigentlich alles einschieben was passt oder passend gemacht wird ;)

Wenn man es passend auch "für ohne Horn" herstellen kann, dann geht es natürlich auch direkt auf den Spline vom Servo.

Das Gegenlager ist hier nur (rot) angedeutet.

Und was ist nun ... läuft das Teil schon rum? ;)

[HannoHupmann]

Bevor jetzt jemand neidisch wird auf den oberen schnellen Roboter: Die Servos für dieses Ding kosten 98$! pro Stück!!! http://www.trossenrobotics.com/dynamixel-ax-18A-robot-actuator.aspx
Allein die Servos kosten also 1764$ und dann noch der Body macht laut Herstellerseite knapp 2.000$.

Wir bewegen uns hier einfach in einer anderen Liga auch wenn ich mich langsam frage wie teuer eigentlich mein Hexa wird.