Projekt Marvin - Mein Hexabot zu 30-40 % fertig

[MeckPommER]

Hallo liebe Robotergemeinde

Nachdem ich bisher nur ab und an mal als Gast hier war, habe ich mich heute registriert und möchte zuerst einmal mein Projekt Marvin vorstellen.

Marvin kann zwar schon eine Menge, aber ist erst - an meinen Zielen gemessen - zu 30-40% fertig. Marvin ist ein Hexabot, hat somit sechs Beine mit 3DOF und verfügt über ein kompletten IK-System (IK = inverse Kinematik) das auch die Steuerung der beiden Köpfe beinhaltet.

Die technischen Daten in Kürze:

- 22 Servos, davon 18 * billig MGBB und 4 * 8g Servos für die beiden Köpfe
- 9 ATMEGA Controller die parallel alle anfallenden Aufgaben erledigen
- derzeit noch ferngesteuert über eine ALDI-IR-Fernbedienung mit ca. 70 Funktionen
- Gewicht ca. 1700g, wird (muss!) noch leichter werden

Ich hoffe, ich komme am WE dazu, mal ein aktuelles Video zu machen.

Gruß MeckPommER

P.S.: das Schlimmste an einem Projekt ist der Moment, an dem man feststellt, das man fertig ist

[progon]

Hallo!

Sieht ziehmlich gut aus! Auch die Idee mit den vertikal gesteckten Karten auf dem Board find ich nicht schlecht. Bin schon gespannt auf das Video.

Evtl. würde ich noch etwas Gummi an den Beine befestigen um auch auf glatten Oberflächen gute Bodenhaftung zu haben.

Ansonsten weiter so!

P.S.: Ist das eigentlich dein erstes Projekt?

[MeckPommER]

Hallo progon!

Gummi soll noch kommen, allergings sollen zuvor noch Taster an die Beine um dem Roboter zu signalisieren, das ein Bein auch wirklich aufgesetzt hat.
Jupp ist mein erstes Roboterprojekt, vorher nur ein wenig rumgebastelt nach dem Motto "LED aus, LED an"

[HannoHupmann]

Erzähl mal was zu der Inversen Kinematik, was verwendest da, welche Gleichungsysteme und wie soll die funktioniern. Das würde mich mal interessieren.

[MeckPommER]

Hallo HannoHupmann,

ich habe mich zu Anfang auch mit dem beschäftigt, was so an heftigen mathematischen Konstrukten im Web kursiert, dann aber festgestellt, das man das eigentlich nicht braucht, da jede unserer Achsen am Hexabotbein nur einen Freiheitsgrad hat.

Mein Hexapod bewegt sich in einem 3D-Koordinatensystem (logisch) jedes Bein weiß, wo Marvin ist, in wo es selber in Relation zu Marvins Mittelpunkt ist. Zudem weiß jedes Bein, wo am Boden es hinzielen soll. Nun geht es in einfachen Schritten los mit der Berechnung der Servowinkel:

1.) Hüftservo: ganz einfacher arcustangens um die Vorne/Hinten-Richtung des Bodenpunktes im Verhältnis zum Bein zu bestimmen
2.) Distanz zwischen dem Ende der Hüfte zum Bodenpunkt berechnen. Danach richtet sich der Fußservo, der ja sozusagen mit den beiden unteren Beinsegmenten das Dreieck aufspannt zwischen Hüftende und Bodenpunkt. Das geht per Cosinussatz.
3.) Um den Schulterservo zu berechnen nun den Winkel "Hüftende/Bodenpunkt" mit dem gefundenen Winkel des Fußservos verknüpfen.

Damit steht Marvin, geht aber noch nicht. Dazu bekommen die drei Beincontroller ATMEGA32 (je einer zuständig für 2 Beine) in einem bestimmten Rhythmus ein Signal vom Hauptcontroller, die Bodenpunkte anhand ihrer aktuellen Position neu zu berechnen.
Der Hauptcontroller (ATMEGA644) schickt den Beincontrollern ständig Marvins aktuelle (gewünschte) Position und seinen Winkel im Raum, sowie die Beinhubsignale. Den Rest machen die Beincontroller, was sehr angenehm ist, da dem Hauptcontroller so einiges an Zeit bleibt, um sich anderen Aufgaben zu widmen.

Ich hoffe, das war wenigstens ansatzweise verständlich

Edit: gibt ja noch die Köpfe ...

Die Köpfe "blicken" auf eine Position im Raum (xyz), die sie vom Hauptcontroller mitgeteilt bekommen. Kommen keine Änderungen vom Hauptcontroller, gleichen sie alle Bewegungen von Marvin aus, und bleiben auf den selben Punkt gerichtet. Marvins Position und Winkel bekommen sie genau so mitgeteilt, wie auch die Beincontroller.

Das Praktische an der ganzen Sache ist nicht nur die bessere Manövrierbarkeit des Hexapods da er viel genauer, sondern einfach die Tatsache, das die Beincontroller so "selbstständig" sind. Der Hauptcontroller braucht nurnoch anzugeben, wo Marvin hin soll und wo er hingucken soll - den Rest macht die IK

Ach ja, fast vergessen ... zuerst wackelte Marvin arg beim Laufen, bis mir dann mal das Lichtlein aufging, das immer zwei Beine gleichzeitig nen Hubsignal kriegen müssen, und zwar immer zwei gegenüberliegende Beine (vom Mittelpunkt aus gesehen), damit sich der Bot bei seinen Bewegungen nicht aufschaukelt.

[HannoHupmann]

Bist du in deinem Mathematischen Modell in der Lage alle Raumrichtungen und Kurfen sowie schäg und seitwertslaufen zu realisieren?

(Die Idee hab ich schon verstanden wollte es ähnlich machen nur etwas komplizierter um oben genannte Bedinungen auch realisieren zu können)

kannst du wärend des laufens auch die Stellung des Körpers ändern also leicht gedreht oder höher über dem Boden oder geduckt oder oder oder?

[MeckPommER]

Wie er laufen soll und ob er dabei vorne hoch, gedreht oder sonstwas laufen soll, ist nur eine frage der x,y,z raumkoordinaten und der a,b,c winkel, die der hauptcontroller an die beincontroller übergibt.
seitlich nach rechts laufen geht einfach, indem der x-wert einfach erhöht wird, der übergeben wird. (das ist etwas vereinfacht, da es nur für den fall gilt, das marvin im koordinatensystem nach vorne schaut. seitlich bedeutet ja immer: seitlich für IHN und das bedeutet halt das drehen des "bewegungsvektors" um die hochachse, um die gewünschten x und z werte zu erhalten)

ich mach am besten mal nen video heute abend. muss nur hoffen, das meine damen (zwillinge, 14 monate alt) sanft schlummern

[Draic-Kin]

Hi MeckPommER,

dein Hexapod gefällt mir zwar optisch (rein subjektiv) nicht so richtig, aber Nichtsdestotrotz saubere Arbeit und sehr gut umgesetzt.


Am Anfang fragte ich mich wozu du oben so viele vertikal gesteckte Platinen verwendet hast, aber die Beschreibung deines Bewegungsalgorithmus erklärt das natürlich


Den Bewegungsalgorithmus finde ich übrigens sehr interessant und ein Video dazu würde mich auch brennend interessieren.




Ich Plane momentan selbst einen Hexapod und fange nächste Woche mit der Arbeit an.



Ich hab gesehen du hast Plastikschrauben verwendet, darüber hatte ich auch mal kurz nachgedacht, allerdings wieder verworfen aus Sorge über die Stabilität und Steifheit.

Kannst du da eventuell mal sagen wie deine Erfahrungen mit diesen Plastikschrauben/Plastikmuttern sind?

Und wo hast du die bezogen, eventuell ein Link?

Warum hast du am Oberschenkel keine Plastikschrauben verwendet?


Gruß, Draic-Kin

[MeckPommER]

Also über die Optik meines Hexaschrecks brauchen wir nicht zu diskutieren ... die ist DEFINITIV fürchterlich ^^
Abhilfe (auch wegen des Gewichts) kommt demnächst in Form eines Acrylglas-Bodys. Das wird natürlich absolut schick und bekommt nächstes Jahr den Titel "Germanys Next Top Hoppel" Ebenfalls werden demnächst neue, kleinere Controllerplatinen zusammengebrutzelt. Zum einen wegen der Optik, aber in erster Linie, um Gewicht zu sparen und den Massenmittelpunkt etwas näher gen Boden zu bringen.

Die Plastikschrauben sind ganz normale M3 Kunststoff Schrauben von Obi. Ich hatte zuerst auch Zweifel, aber die Dinger halten echt gut. Haben auch den Vorteil (weiss ich noch aus dem Ufo-Bau) das sie im Falle eines Sturzes/Crashs einiges an kinetischer Energie abfangen. Die Schrauben sind schnell erneuert im Gegensatz zu einem Bein, z.B.
Am Oberschenkel am Servorad hab ich kleine M2 Messingschrauben benutzt, da ich die Servoscheiben nicht so weit aufbohren wollte. In M2 Größe traue ich Kunststoff dann doch nicht so. Ausserdem sind die M2 Schrauben so leicht, das ein Austausch gegen Kunststoff wohl nicht viel bringen würde.

Gruß MeckPommER

[Draic-Kin]

Vom OBI? Wusste garnicht das die sowas haben, danke für den Tipp.

Die Optik ist ja nicht alles, beim Hexapod kommt es ja hauptsächlich auf den Bewegungsalgorithmus an. Und deine Methode hört sich ganz interessant an.

"Germanys Next Top Hoppel" kannst du leider nicht gewinnen, denn den gewinnt meine Spinne schon


Nimm aber kein Acrylglas, nimm Polycarbonat, also Lexan oder Makrolon, ist stabieler, bricht nicht und wiegt sehr wenig, bekommst du günstig hier:
http://stores.ebay.de/hbholzmaus-Kunststoffplatten



Was hast du eigendlich noch vor, da du schreibst es währen nur 30 - 40 % fertig???