Autonomer Robotor mit Greifarm

Hallo,

ich will Euch hier mein Roboter Projekt vorstellen, das ich momentan am planen bin.

Es soll ein voll autonomer Roboter werden, der sich frei in Räumen bewegen kann und nach Objekten sucht, die klein genug sind sie zu greifen und an eine andere Stelle zu befördern.


Mittels Sensoren erfasst er Objekte und unterscheidet ob es sich um eine Wand bzw. ein großes Objekt oder ein kleines bewegliches objekt handelt.

Dazu fährt er vor das Objekt und dreht sich um so die Außmaße zu erfassen.
Aufgrund von Abstand und Auslenkung kann er dann das Außmaß berechnen und etscheidet ob es klein genug ist es zu greifen.

Ist es zu groß weicht er aus und fährt weiter.
Ist es klein genug gibt er ein Signal von sich, nach einer Bestätigung meinerseits ergreift er das Objekt und positioniert es neu.


So, erstmal genug zur Theorie und erstmal ein erstes Bild, der aktuellen Planungsphase:

Bild hier  


Das Chasis wird zum Großteil aus 5mm Plexiglas bestehen.
Der Roboter hat einen Durchmesser von 200mm.
Den Greifarm, der eine Eigenkration ist, fertige ich entweder aus Alu-Profilen, oder Fräse aus dem vollen (Kantenlänge 20 - 30mm).
Die Motoren sind 2 Schrittmotoren, die über eine Zahnriemen die Achse antreiben.
Die 3 Platinen sind 2mal eine Schrittmotorsteuerung (unten) und das RN-Control oder Mini-Control (oben).

Bin noch auf der Suche nach den richtigen Achsen, Zahnriemen/-scheiben und ein paar anderen kleinigkeiten.




Was haltet Ihr von der Idee, bzw. dem Projekt?

Habt Ihr Vorschläge oder erkennt eventuelle Konstruktionsfehler.

Ich würde mich über Feedback jeder Art freuen.



M.f.G. Draic-Kin

Hallo

1. Bild wird nicht angezeigt. €dit: Jetzt gehts:D
2. Hast du schon Erfahrung mit Robotik (sprich, Programmieren, Elektronik, Mechanik)? Wenn nicht kannste dies vergessen.
3. Plexiglas finde ich persönlich nicht sehr gut.
4. Ich würde den Roboter grösser machen, da er sonst sehr leicht kippen kann und du kaum platz hast.
Da ich das Bild jetzt sehe:
5.Sieht gut aus, ich weiss aber nicht ob der Fahrweg der Servos reicht.
mfg Luca

also erst mal zur idee find ich lustig.. wuerde allerdings die bestätigungsabfrage weglassen, dann kann er selber "aufräumen" ....
solltst vorne noch n stützrad hinbauen, sonst wird der dir nach vorne umkippen...
noch 2 sachen die ich aendern wuerde... vorne die finger würd ich wenn du die möglichkeit hast das zu fräsen hohl machen... sosnt wird das zu schwer...
und das gelenk nummer 1 gefällt mir auch nicht.. mit der konstruktion hast du nur einen sehr kleinen winkel den er sich bewegt..(ausserdem extrem unlinear) wuerde das eher direkt an den servo machen.. (wenns zu schwach is 2 parallel)
@ spion...
das geht auch ohne erfahrung... hatte bis vor nem monat keinen plan von microcontrollern und hab shcon was ganz sinvolles zusammenbekommen bis jetz siehe hier: https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...er=asc&start=0

ansosten gefällt mir die idee ...

Ja der untre Servo wirds nicht Packen und so wird er auch umkippen.

Zum Bild mach ein kleineres rein , und biete ein Link zu einem Größeren an, denn ich habe hier Breitbildformat und seh trotzdem nicht das ganze Bild ohne zu scrollen ;)

Gruß

Hallo

Dein Roboarm gefällt mir sehr, jedoch ist das ganz recht viel komplexer als "nur" einen Roboterarm zu bewegen (nicht das dies nicht schwierig währe). Jedoch ist das Orten und Grössebestimmen nicht sehr einfach, ich würde dies mir nicht zutrauen und ich baue nun schon 2 Jahre Roboter.

mfg Luca

kannst du mir erklären wie die Lenkung funktionieren soll?
Ich kann nur einen Schrittmotor??? erkennen und auch keine art differenzial usw

Erstmal danke für Eure Tipps!

Zitat:

---

Hast du schon Erfahrung mit Robotik (sprich, Programmieren, Elektronik, Mechanik)? Wenn nicht kannste dies vergessen.

---

Mit Robotik selbst weniger, aber ich studiere Maschienenbau/Mechatronik und habe dadurch sowohl mit Sensorik, als auch mit Elektronik und Mechanik zu tun. Programmieren habe ich mal Hobbymäßig gemacht.

Zitat:

---

Plexiglas finde ich persönlich nicht sehr gut.

---

Ich denke 5mm Plexiglas sind stabil genug. Ich finde Plexiglas eine gute Lösung, da es optisch sehr ansprechend ist und den Einblick in den Robotor gewährt.

Zitat:

---

Ich würde den Roboter grösser machen, da er sonst sehr leicht kippen kann und du kaum platz hast.

---

Ich hatte daran gedacht ihn eventuell mit Gewichten so zu beschwerendas er nicht kippen kann, keine gute Idee? Ich wollte ihn eigendlich so klein und kompackt wie möglich gestallten.

Zitat:

---

also erst mal zur idee find ich lustig.. wuerde allerdings die bestätigungsabfrage weglassen, dann kann er selber "aufräumen" ....
solltst vorne noch n stützrad hinbauen, sonst wird der dir nach vorne umkippen...

---

Erstmal danke, die Bestätigungsabfrage wollte ich einbauen,damit ermir nicht nachher irgendwas in der Wohnung zerlegt...
Das umkippen wollte ich wie gesagt mit Gewichten entgegenwirken.

Die Greifer kann ich natürlich noch etwas leichter gestallten, da hast du recht.

Zitat:

---

Ja der untre Servo wirds nicht Packen

---

Da hast du wahrscheinlich Recht, der geplante Servo der auch oben im Arm verbaut macht 12 Ncm. Unten werde ich wohl einen etwas stärkeren nehmen müssen.

Wobei der ganze Greifarm ja auch nicht so großist.Wie gesagt, ich will damit ja keine 10Kg heben, sondern kleinigkeiten, Stifte, ein Glas, etc. diese Größenordnung.

Zitat:

---

das gelenk nummer 1 gefällt mir auch nicht.. mit der konstruktion hast du nur einen sehr kleinen winkel den er sich bewegt..(ausserdem extrem unlinear) wuerde das eher direkt an den servo machen..

---

Was gefällt dir an Gelenk nummer 1 nicht?
Das mitdem Winkel stimmt, daher hatte ich vor an den Servo noch eine Verlängerung anzubringen, sodass der hebel und damit auch der Weg vergößert wird, muss dann nur sehen ob das Drehmoment noch reicht.


Die Servos direckt anbringen ist eigendlich ne gute Idee und darüber hatte ich natürlich auch nachgedacht. Nur verliert der Arm damit sein filigranes aussehen... mal sehen, werde es die Tage mal in CAD umsetzen und mir das ganze anschauen.

Ich sehe gerade ich hab einen Servo vergessen der den ersten Teilmit demzweiten verbindet... #-o

Zitat:

---

kannst du mir erklären wie die Lenkung funktionieren soll?
Ich kann nur einen Schrittmotor???

---

??? Der zweite Schritmotor ist doch klar zu sehen, direckt daneben, beide steuern jeweil eine Achse mit einem rad an. Somit ist das Drehen doch kein Problem.



M.f.G. Draic-Kin

Gegengewichte (also Bot schwerer machen) wären ok, doch die müßten dann deine Antriebsmotoren wiederum bewegen, besser wäre es, den Arm lo leicht wie möglich, und den Schwerpunkt des gesammten Bots nach hinten zu verschieben ohne zusatz Gewicht.
Gruß

](*,) ](*,) ](*,) ouuuups

voll übersehen

Das ist mal ein Projekt wo ich wieder ne ganze Liste an Mängeln in der Planungsphase finde, die will ich natürlich nicht vor enthalten.

1) Akkus ganz nach hinten verlegen als Gegengewicht zum Roboter Arm.

2a) die Mechanik des Arms ist schlecht dimensioniert. Wenn sich das Servo Horn dreht wird sich der Arm nur minimal auslenken ich vermute nicht, dass er auf den Boden kommt damit.

2b) Das ganze Gewicht des Arms + Gegenstand drückt auf das Lager des Servos auf der Grundplatte. Er muss also I) sehr kräftig sein II) wird er schnell kaputt gehen.

3a) Sensoren. dein IR erfasst gegenstände früherstens ab 4cm ich denke das ist zu weit weg für vernünftiges greifen

3b) Der US Sensor erfasst ab 3cm und sendet eine Keulenartiges Signal aus damit lässt sich die Tatsächliche Position im Raum nicht erfassen, schon gar nicht die exakte Grösse.

3c) Der Arm wird bei Alu viel zu schwer, nimm lieber Lexan oder noch besser Epoxyd

3d) deine Greifzange ist fürs Greifen von Gegenständen nicht besonders geeignet. Wenn die Gegenstände grösser sind bekommst du keinen richtigen Greiff sondern der Gegenstand wird dir Wegrutschen. Überleg dir mal einen Klotz zu greifen.

4) Wenn du Plexiglas bearbeitest und nicht aufpasst (krazer drin falsch belastet) splittert es und du darfst nochmal alles aussägen.

Jetzt hab ich fürs erste genug bemäkelt und liefer ein paar Lösungen.

Statt Plexiglas besorg dir Lexan, ist auch durchsichtig und wird hier im Forum allegemein verwendet. Der Vorteil ist, es splittert nicht und ist sehr stabil.

Für die Hindernisserkennung verwende so einen Sensor
http://www.total-robots.com/products...rpd-01-750.jpg
der kann Hindernisse erkennen ob sie links oder rechts oder in der Mitte sind.

Falls ein Hindernis nur in der Mitte wahrgenommen wird ist es auf jedenfall klein genug.

Ich würde am unteren Gelenk auf jeden Fall 2 Servos nehmen... wie gesagt ist die Anordnung auch noch nicht perfekt. Versuche den Arm direkt ans Servo zu setzen. Dann musst du allerdings darauf achten die Last durch zusätzliche Lagerung vom Servo zu nehmen, da sonst das Servo (bzw die Servos) nicht lange halten.
Die oberen beiden Servos kann man noch näher an die Drehachse des jeweiligen Segments bringen (=> weniger Kraft)
Den Greifer könnte man auch über einen Bautenzug betätigen.

Guten Morgen,

Zitat:

---

Zitat von HannoHupmann

1) Akkus ganz nach hinten verlegen als Gegengewicht zum Roboter Arm.

---

Das hätte ich Dir im Bezug auf das Umkippen auch geraten.

Zusätzlich könntest Du noch die Antriebsachse zum Greifarm setzen.
Möglichst weit nach vorne! (Ähnlich wie bei Stapelgablern ;-) ) [ Ich meine natürlich Gabelstapler ]

Das Stützrad dann nach hinten!


Un den Greifer würde ich auch nicht "scherenartig"
öffnen/schließen lassen, sondern "parallel" schließen/öffnen...


Das unterste Servo ist von der Dimension her ein bisschen ungünstig.
1. Genügt auf ersten Blick die Auslenkung nicht
2. Wird es am Drehmoment des Servos scheitern sobald du den Hebel vergrößerst.
3. Ein großes Servo ist schweineteuer.

Lösung:
Bau an die unterste Achse ein ca. 50mm Großes Zahnrad.
Dieses treibst du über ein Schneckengetriebe mit einem
kleinen E-Motor an. Dann schlachtest du ein Servo aus,
und baust das Poti, welchse sich im servo befindet, an die Achse des
Armes. Anstelle der Motors im Servo, schließt du den neuen Motor an!

Voila, schon lässt sich der Greifarm wieder per PWM steuern!!!

Auf Polung des Motors achten. Auch sollte die Servoelekrik für den
neuen Motor ausgelegt sein!

Evtl findest Du ja ein größeres Servo, bei dem die Mechanik hinüber ist!

Danke für die zahlreichen Tips!!!
Besonders das mit dem Lexan.

Habe einige schon umgesetzt und den Arm auch schon neu konstruiert...

Das mit dem umbauen des Motors für den Greifer überleg ich mir mal, habe jetzt erstmal jedes Gelenk direckt mit 2 Servos mit je 65 Ncm verbunden.

Der Roboter ist etwas größer geworden und hab möglichst viel Gewicht nach hinten verlagert.


Eventuell lade ich heute abend noch ein Bild hoch.

Danke!

M.f.G. Draic-Kin

So, hier der aktuelle Entwurf!



Bin noch nicht ganz fertig damit, aber trotzdem schon mal ein Bild:


Bild hier  

Bild hier  

Der Roboter selbst ist jetzt von 200mm Durchmesser auf 300mm gewachsen...

Die Akkus nach hinten verlagert und den Greifarm komplett überarbeitet.

Hauptmaterial wird nun 5mm Lexan sein, wahrscheinlich auch der Greifarm.

Jedes Gelenk wird nun direckt von 2 Servos mit je 65Ncm bewegt, also 130Ncm pro Gelenk. Das müste doch auch für das unterste Gelenk reichen, oder?

Wie ich das zugreifen realisiere, ob mit Zahnrädern oder mit einem Gestänge/Hebelarm weiß ich noch nicht genau.


Was haltet Ihr davon?

M.f.G. Draic-Kin

Ok ganz bäh. Mach niemals 2 Stückräder, wenn du durch eine Mulde vorn und hinten aufsetzt haben die Mittelräder keinen Kontakt mehr zum Boden. Dann kann sich der Roboter nicht mehr bewegen.

Versuch als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck zu bekommen wobei die Spitzen auf der Grundlinie die Räder sind und oben das Stützelement.

Der Greifarm sitzt dann genau in der Mitte dieses (virtuellen) Dreiecks. Um dieses kannst die Grundplatte etc drumrumbauen.

Der unterste Servo für den Arm wird wahrscheinlich zu schwach sein, eventeuell muss man diesem einen weiteren Servo parallel schalten. Das Prinzip ist bei meinem Roboter Arm genauso.

Die Position der Akkus würde ich noch nicht 100% festlegen, das Gewicht der Packs kann sehr gut als Trimmung verwendet werden wenn der Roboter tendenzen hat in eine Richtung zu kippen.

Ich muss die Räder so plazieren!!!

Ich will das Roboter sich auf der Stelle drehen kann, macht man den Antrieb hinten oder Vorne ist das nicht mehr möglich.

Und das ist ganz wichtig, denn um nachher möglichst einfach die Erfassung von Objekten und deren Größe sowie das zupacken und wegbewegen möglichst einfach zu realisieren ist es von großem Vorteil wenn der Roboter sich auf der Stelle drehen kann. Das vereinfacht die Berechnungen enorm.

Auf der Stelle drehen kann er auch so... Aber ich glaube ich weiß was du meinst. Du willst die Drehachse genau in der Mitte deiner Plattform haben, richtig? Naja, das wär natürlich ganz nett, aaaber
1. dreht der Roboter zu 90% nicht genau um die "erwünschte" Achse und
2. musst du sowieso rechnen, denn die Sensoren zur Objekterfassung kannst du eh nicht auf der Drehachse anbringen... ich versteh also nicht wo die Vereinfachung in der Rechnung sein soll.

Andererseits kann ich mir auch keine Situation vorstellen bei der die Räder in der Luft sein sollen. Über Türschwellen etc. kommst du so eh nicht drüber, es sei denn ich sehe die Dimensionen völlig falsch.
btw... welche Servos verwendest du denn? Du sagtest es werden pro Gelenk 2 Servos verwendet. Die müssen dann aber seeeehr flach sein wenn deine Zeichnung so stimmen soll... Flächenservos müssten allerdings gehen...

Nimm nen Kettenantrieb!

Dann hast du eine große Aufliegefläche für die Lasten,
und kannst dich immer noch im kreis drehen.

Und Türschwellen oder Dergleichen machen dann auch nichts!

Zitat:

---

Du willst die Drehachse genau in der Mitte deiner Plattform haben, richtig?

---

Genau!

Zitat:

---

musst du sowieso rechnen, denn die Sensoren zur Objekterfassung kannst du eh nicht auf der Drehachse anbringen... ich versteh also nicht wo die Vereinfachung in der Rechnung sein soll.

---

Da hast du nicht ganz unrecht, aber der Roboterarm befindet sich genau auf der Drehachse und die Sensoren haben dann einen definierten Abstand dazu, es vereinfacht die Rechnerei schon ein bischen wenn alles symetrisch ist.

Des weiternen lässt sich der Robotor so genau auf einer Stelle drehen, wie diese Staubsauger Robotor, das ist mit anderen Anordnungen (Abgesehen von Ketten und Omniwheels) nicht möglich, oder?

Zitat:

---

Über Türschwellen etc. kommst du so eh nicht drüber, es sei denn ich sehe die Dimensionen völlig falsch.

---

Das sollte er schon schaffen, die Räder haben einen Durchmesser von 65mm und die Gleitflächen hinten und vorne kann man ja noch durch drehbare Rollen oder Omniwheels ersetzen.

Zitat:

---

welche Servos verwendest du denn? Du sagtest es werden pro Gelenk 2 Servos verwendet. Die müssen dann aber seeeehr flach sein wenn deine Zeichnung so stimmen soll...

---

Die Zeichnung stimmt, ich dachte an diese hier:
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=229718

Die müssten doch auch für das untere Gelenk reichen...
Ich will damit ja keine hohen Gewichte heben, so groß ist der Arm ja auch nicht...

Zitat:

---

Nimm nen Kettenantrieb!

---

Würde ich gerne! Aber:
1) Finde ich keine zu erschwinglichem Preis.
2) Gibt es den Catwiesel nicht mehr.
3) Weiß ich nicht was ich von diesen Modelpanzer, die einige als Basis nehmen, halten soll und sie haben keinen Schrittmotor...

Ja, gut, mit "auf der Stelle drehen" meinst du das er nicht ausschert. Das ist natürlich richtg. Die Gleitflächen würde ich aber auf jeden Fall gegen drehbare Räder ersetzen.
Zu den Servos. Schau mal bei nem Modellbauhändler. Da gibt es auch Low Profile Servos (Flächenservos). Ich würde hochwertige mit Metallgetriebe nehmen. Beim C ist das immer so ne Sache... billige halten nicht lange und Markenservos sind bei ihm zu teuer. Ich muss mal schaun wo mein Vater die immer kauft.

Also eigentlich und das les ich in letzter Zeit immer wieder, sind Kettenantreibe super ineffizient und unbrauchbar. Die sehen nur hübsch aus aber die Energie für den Antrieb steht in keinem Verhältnis zur Leistung. Ich hab mich zwar auch schon an Kettenrobotern versucht aber tendiere schon wieder zu anderen Lösungen.

Die Abstände zwischen Sensoren und Rädern sind immer gleich und die Drehachse kannst im Prinzip auch immer gleich machen. Ich würde da lieber mehr rechnen und eine ordentliche Mechanik unter bauen.


Eigentlich sollten die Abmessungen der Servos keine Rolle spielen. Da die entweder liegend oder Stehend verbaut werden können.

Danke für eure Hilfe!!!

Aber das Projekt ist gestorben, bzw. ich werde es eventuell später mal machen, da ich es schon interessant finde.


Ich hab einfach mehr Interesse an einem Hexabot, das reizt mich momentan einfach mehr...

Mehr dazu hier:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...=292183#292183

M.f.G. Draic-Kin

:) hat aber nicht lage gelebt :(

@ Draic-Kin darf man trotzdem noch fragen mit welchem Programm Du die Zeichnungen gemacht hast und wie aufwändig das war. Sieht sehr schick aus.

Gruß

Maruu