Dreibeiniger Gang?

[Modellbauer]

Hat bereits wer einen dreibeinigen Roboter gebaut, und was ist der effizienteste weg sich auf drei Beinen fortzubewegen?
Geht das einigermaßen "elegant" oder sieht das immer so aus als ob da ein viertes Bein fehlt?

[Gnom67]

Dann kannst du auch gleich einen zweibeinigen bauen...
Wenn der Dreibeiner ein Bein hebt, fällt er um... er muss also das Gleichgewicht über den beiden anderen Beinen halten.
Im Gegensatz zum Zweibeiner (wie viele Beine hast du?) muss er nun in einer Dimension Gleichgewicht halten. Aber wenn du schon ein System zum Gleichgewichthalten realisierst, kannst du es auch gleich in zwei Dimensionen machen. Insofern machen drei Beine wenig Sinn. Vier dagegen schon, denn dann steht das Ganze noch stabil, wenn ein Beinchen gehoben wird.
Frage zur Anregung: Wie viele Lebenwesen mit drei Beinen kennst du? Ich kenne keins - die Natur hat drei Beine offensichtlich nicht als sinnvoll erachtet.

[shedepe]

Ich widerspreche hierbei meinem Vorposter. Ein Laufroboter steht dann stabil wenn der Schwerpunkt innerhalb des Polygons liegt, dass von den Kontaktpunkten der Füße aufgespannt wird -> Statische Stabilität. Bei einem 2 Beiner ist das immer eine Linie. Ein 3 Beiner kann auch so stabil stehen ohne dass er umfällt. Um dich zu Bewegen kannst du immer einen Zustand der statischen Stabilität verlassen und in einen neuen Zustand statischer Stabilität wechseln der deinen Anforderungen entspricht (z.B. mit einem Schritt x cm vorwärts bewegen). Damit kann man Laufen, dann auf ein Optimierungsproblem abbilden. Ob das aber elegant aussieht liegt vermutlich im Auge des Betrachters, weil man immer eine Form von "Fallen" mit dabei hat, da man ja die statische Stabilität verlässt.

[HaWe]

tendenziell ist aber auch ein 2-Bein-Stand (bei angehobenem 3. Bein) kippelig (wenngleich auch nur in 1 Dimension hin und her statt 2-dim. in alle möglichen Richtungen) - ich würde vermuten, dass es das ist, worauf Gnom67 hinaus wollte.
Ein 4-Beiner hingegen kann bei angehobenem 4. Bein (außer in ungünstigen Fällen) immer noch als Dreibeiner stabil stehen.

[Gnom67]

Dann kannst du auch gleich einen zweibeinigen bauen...
Wenn der Dreibeiner ein Bein hebt, fällt er um... er muss also das Gleichgewicht über den beiden anderen Beinen halten.

Lesen müsste man halt mal...
Kann ja kaum der Sinn der Sache sein, dass das Ding humpelt wie ein Beinamputierter...

Hawe - EINS!
shedepe - NULL!
Danke!
Bitte!

[Manf]

Ein bekanntes Beispiel für eine dreibeinige Konstruktion ist ja das aus Krieg der Welten. Die sind wohl dreibeinig um besonders fremdartig und unerklärlich auszusehen.
https://www.bing.com/images/search?q=Krieg+der+Welten&FORM=HDRSC2

Was vielleicht Sinn mache könnte ist der Ansatz im Video unten. Hier fehlt wohl noch der Übergang zum selbständigen Aufrichten in die Position zum Rollen.
https://www.youtube.com/watch?v=aY-NMs0MdSo
three legged robot. It's working! and walking! and rolling?!3족

[Gnom67]

Das hat schon irgendwie seinen Sinn, dass man die Viecher im Film nie so richtig laufen sieht.
Allerdings, im gestreckten Galopp könnte was draus werden. Allerdings bleibt es dynamisch irgendwie unsinnig, zwei Beine außerhalb eines Gleichgewichts zu haben (links und rechts der Bewegungsrichtung) und eins im Gleichgewicht (also unter dem Schwerpunkt). Noch unsinniger erscheint die Variante andersrum. Sicher kann man eine dreibeinige "Humpelmaschine" bauen, aber wenn sie halbwegs flüssig laufen soll, muss man eben doch irgendwie eine Steuerung des Gleichgewichts wenigstens in der einen Dimension einbauen. Da ist es mit vier Beinen doch einfacher.

[shedepe]

Lesen müsste man halt mal...
Kann ja kaum der Sinn der Sache sein, dass das Ding humpelt wie ein Beinamputierter...

Hawe - EINS!
shedepe - NULL!
Danke!
Bitte!

@Gnom67 Vllt. solltest du dich noch mal mit den Begriffen der Statischen Stabilität bzw. der Dynamischen Stabilität von Laufroboter vertraut machen (und vllt noch mal mit den Forenregeln, das ist doch nicht mikrocontroller.net hier) . Auch bei Robotern mit mehr als 3 Beinen ist es durchaus üblich Gangformen zu wählen die von einem stabilen Zustand zum nächsten wechseln und dazwischen fallen. Das sieht dann nämlich dynamischer aus bzw. man kann sich schneller Fortbewegen.

Auch bei einem 2 Beiner ist Laufen erst mal eine Form von Fallen bzw. Springen (Je nachdem ob man Energie reingesteckt hat oder nicht): Weil man den Bereich der statischen Stabilität zwangsläufig verlässt.

Wo ich dir definitiv Recht gebe ist dass ein 4 Beiner einfacher ist.

@Manf das ist mal ein toller Roboter, danke für das Video

[Gnom67]

Auch bei einem 2 Beiner ist Laufen erst mal eine Form von Fallen bzw. Springen (Je nachdem ob man Energie reingesteckt hat oder nicht): Weil man den Bereich der statischen Stabilität zwangsläufig verlässt.

Welche statische Stabilität soll denn ein Zweibeiner verlassen? Ein Roboter, der nur zwei Auflagepunkte hat, kann nicht statisch stabil sein und auch nicht statisch gehen. Das klappt auch bei den angeblich statischen zweibeinigen Robotern nur, weil sie große Füße haben und das Gleichgewicht über der relativ großen Fläche der Füße halten, aber nicht auf einer Linie zwischen zwei Punkten. Ebenso kann der Dreibeiner niemals statisch stabil sein, so lange ein Bein in der Luft ist. Insofern trifft für den Dreibeiner das zu, was du für den Zweibeiner behauptest - er verlässt den Bereich der statischen Stabilität, wenn er ein Bein hebt.
Die ursprüngliche Frage "Geht das einigermaßen 'elegant' ...?" läuft also darauf hinaus, dass man die möglichen Fallbewegungen minimiert - und das ist eine Frage des Gleichgewichts. Wenn gleichzeitig die Vorwärtsbewegung gleichmäßig sein soll, muss man sich bestimmt eine ausgeklügelte Schrittfolge für die drei Beine ausdenken, damit für die kurze Dauer des dreibeinigen Kontaktes der Schwerpunkt über dem Dreieck ist und beim Anheben des Beines "ungefähr" im Gleichgewicht der beiden anderen bzw. während der weiteren Bewegung im Bereich der folgenden dreibeinigen Kontaktfläche.
Dass das offenbar nicht so einfach ist, zeigt schon die geringe Zahl dreibeiniger Roboter (und die noch geringere Zahl zweibeiniger Roboter mit "punktförmigen" Füßen). Wenn jemand das hier (https://www.youtube.com/watch?v=7XsaJwKKBYo) elegant findet, ok, dann geht es elegant. Ich finde es eher abschreckend. Und die Zickzack-Bewegung ist auch nicht ideal.

Technikbegeisterten wird dieses Video (https://www.youtube.com/watch?v=rW9WmA5okpE) gefallen...

Und das hier (https://www.youtube.com/watch?v=TIlEYGFBECU) wird sie vielleicht etwas ernüchtern...

[Siro]

Die Natur macht es uns vor:
Folgendes sieht auf jeden Fall wesentlich eleganter aus, als die Computersimulation des Dreibeiners
https://www.youtube.com/watch?v=4fSil1I_Gdg

Siro