Hexapod aus Alu [fertig]

[yaro]

Hi Leute, ich möchte einen Hexapod aus Alu bauen.
Hab schon ein Modell mit Inventor gemacht (im Anhang, Abstandshalter sind jeweils nur 1 mal angedeutet, Schraubenverbindungen fehlen), sollte auch alles stimmen (die Größen der Servos stimmen auch, benutze 3 unterschiedliche Servos, alle mit einem sehr hohen Drehmoment).
Könntet ihr vielleicht mal schauen, ob ich irgendwelche grundlegenden Fehler gemacht habe? Ich lasse die Teile mit einer CNC-Fräse ausfräsen.

danke im Voraus




Edit: Nun ist er fertig, Videos weiter unten.

[HannoHupmann]

Ja da seh ich ja doch so einiges. Aber fangen wir erst mal bei den Grundlegenden Sachen an. Was sind den Servos mit sehr hohen Drehmoment? Typ, Bezeichnung, Daten, sowas brauch ich schon um abschätzen zu können ob die wirklich geeignet sind für die Art von Konstruktion die du da ausgedacht hast.

Dann find ich es Klasse, dass in Bild zwei der Servo in der Mitte mit Siemens-Lufthaken befestigt wird. Die bekommt man neben WLAN-Kabeln günstig bei Ebay.

Was ist gar nicht verstehen kann ist, warum alle Gelenke diese enorm großen Scheiben bekommen haben.

Ansonsten lässt sich wirklich nur bestimmen ob die Konstruktion so funktioniert, wenn ich wüsste welche Servos da verbaut werden. Aber mehr als ein erster Entwurf ist es hoffentlich nicht, da fehlt noch ne Menge bis das an die CNC gehen kann.

[pinsel120866]

Wenn ich mir dir Proportionen und Hebelwege ansehe, hätte ich Bedenken ob die Servos das lange aushalten. Du brauchst auf alle Fälle Servos mit Metallgetriebe und hohen Drehkräften um eine saubere Bewegung herzukriegen.

[MeckPommER]

Etwas weiter solltest du mit deiner Planung schon sein, bevor du alles zum Fräsen gibts.
Welche Elektronik hast du eingeplant, welche Akkus? Hast du für alles genug Platz? Wie ist das erwartete Gesamtgewicht deines Bots?

Bei den langen Hebeln ist das Gewicht deines Bots sehr wichtig.

Gruß MeckPommER

[yaro]

soo.....
die Servos sind folgende: Knie: BMS-620Mg; Schulter vertikal: BMS-630MG; Schulter horizontal: Top Line Standard Servo RS2 MG/HT
Ist Metal-Gear unbedingt notwendiig? (habe nicht so viel Erfahrung mit leißtungststarken Servos)


bei diesen Ringen um die Gelenke handelt es sich um quer-entlaustungs-Stützen für die servos. Ich will die Servos in quer-richtung möglichst wenig belasten, denn bei diesen riesen Hebeln würden sie abbrechen. Deswegen habe ich ein stützgerüst drum herum gebastelt, es ist sowas wie 2 kreise unterschiedlichen Durchmessers, diese sind Fest an das Gerüst geschraubt. an dem Hebel, der durch den servo bewegt wird, befindet sich eine schraube mit scheiben, die gleitend zwischen diesen beiden Kreisen befestigt sind (ich stelle in den Anhang noch einige Bilder davon).

Nun zum Siemens Lufthaken =)......
Auf Bild 1 sollte die Befestigung eigentlich zu sehen sein, der servo ist zwar nicht angeschraubt, jedoch klemmt er fest, das Gerüst um ihn herum stützt ihn. (Bilder im Anhang). Wenn er wackeln sollte, lagere ich ihn mit silikon oder ähnlichem.

so.....jetzt zur Elektronik.....dieses Teil wird höllisch viel strom fressen (zumindest ist es dazu in der Lage), in guten Zeiten so um die 15-20A bei 5V.... wenn man die beine nah am Körper hat, kann man die belastung und somit den Strom etwas reduzieren.
wie das mit Akkus ist, weiß ich noch nicht recht, habe 2 ganz gute Akkupacks mit 10V und 2200Ah, wollte diese parallel schalten....
Sonst werde ich ihn erstmal mit nem Netzgerät betreiben.
Als Spannungswandler (step-down) wurde mir der hier empfohlen: http://de.rs-online.com/web/search/s...duct&R=0461935 (wahrscheinlich werde ich auch von diesen 2 parallel schalten....sonst klappt das mit dem hohen Strom nicht....)

Die Platinen werde ich selber Designen und Ätzen, werde wohl einen AtMega8 mit 18 software-PWMs als motor-treiber benutzen, und einen AtMega8 als haupt-Prozessor (über I2C oder SPI verbunden).
An die füße (diese Dreiecke) kommen sensoren, mit denen man eindeutig feststelölen kann, ob der fuß fest auf dem boden steht. (unten ist eine metallplatte, wenn diese alle drei Metall- stützen Berührt (diese sind isoliert), dann steht de fuß sicher auf dem Boden. Bild im Anhang, allerdings kann man da nicht viel erkennen, die Metallplatte wird normalerweise mit Federn oder sonstigem Material auf Abstand gehalten)
Sonstige Sensoren werde ich erstmal nicht anbauen (ein freund von mir will den Hexapoden mit einer CMUcam Augen verleihen), deswegen mache ich mir über diesen Part erstmal kene gedanken.

Bei der Berechnung der Servos bin ich von einem maximal-Gewicht von 3kg ausgegangen, die oberschenkel sind 13cm und die unterschenkel (ohne Fuß) 15 cm lang.

danke für die schnellen Antworten, ich hoffe durch meine erklärungen wurde das Projekt etwas deutlicher

[vohopri]

Hallo yaro,

der servo ist zwar nicht angeschraubt, jedoch klemmt er fest, das Gerüst um ihn herum stützt ihn. (Bilder im Anhang). Wenn er wackeln sollte, lagere ich ihn mit silikon oder ähnlichem.

Das klingt sehr nach geplantem Murx. Da würde ich schon eher die Konstruktion richtig ausarbeiten, so dass man anschrauben kann.

an dem Hebel, ...., befindet sich eine schraube mit scheiben, die gleitend zwischen diesen beiden Kreisen befestigt sind

Das Funktioniert nicht. Sobald die Konstruktion Kräfte aufnimmt, ist es vorbei mit dem Gleiten.

Bau besser richtige Lager.

grüsse,
Hannes

[MeckPommER]

Jut jut ... du machst dir richtig Gedanken, das spricht dafür, das dein Projekt nicht nur Luftplanung ist

Was für Akkupacks mit 10V hast du? NiMH? Aus Gewichtsgründen wären LiPos zumindest überdenkenswert.

Für mögliche Erweiterungen würde ich gleich auf größere Controller als einen Atmega8 setzen.

Bin gespannt, wie sich dein Projekt entwickelt

Gruß MeckPommER

[HannoHupmann]

Dann bin ich mal so gemein und zerpflück das ganze wieder :-P.

1) Mit den Blue Bird und den Top-Line Servos hab ich persönlich schlechte Erfahrungen gemacht. Metallgetriebe hin oder her, die bekommt man kaputt (es ist nämlich nur ein Teil aus Metall). Zur Verteidigung muss ich sagen, meine Servos wurden sehr rabiat behandelt. Sehr gute Erfahrungen hab ich bisher mit Servos der Marke Hi-Tec gemacht. Metallgetriebe an belasteten Gelenken ist nicht Pflicht aber zumindest sinnvoll.

2) zu der Entlastung hat vohopri schon alles gesagt und dem kann ich mich nur anschliessen, das ist ne sehr schlechte Konstruktion. Gegenlager auf der Rückseite sind deutlich besser. Alternativ Servos mit Metallhörnern verwenden die können die Querkräfte aufnehmen so sie doppelt Kugelgelagert sind. Damit kommen wir auch gleich dazu Metallservoscheiben sind ebenfalls Pflicht für einen guten Hexa.

3) Klemmen ist ganz bäh und kleben auch, meistens muss man doch mal einen Servo austauschen und dann geht das nimmer.

4) Deine Berechnung zum Strom stimmt nicht bzw. ich weis nicht wie du darauf kommst. Mein Hexa, 2,5kg 18 HS-475HB wird mit 7,2V für die Servos betrieben und zieht maximal 2,5A. Ich bin mir außerdem nicht sicher ob man Spannungsregler so einfach parallel schalten kann.

5) Füsse. Wird nicht funktionieren, da die Füsse ein einer Richtung kein Freiheitsgard haben. Daher kann es zu Situationen kommen in denen der Fuss zwar am Boden wäre aber kein Signal zurück liefert.

Nochmal zurück zur CNC Fräse. Grundsätzlich sind CNC Fräsen eine feine Sache, ich lass mir auch ab und an Teile machen, aber bevor ich Teile machen lasse überprüf ich die drei mal und mir passiert es immernoch dass ich irgendwas im CAD falsch gemacht hab und dann im realen nicht passt. Gerade wenn man noch nie mit den Händen Teile gebaut hat passiert sowas leicht. Für mein letztes Projekt bin ich wieder davon weg gekommen alles im CAD exakt zu entwerfen, da vieles sich nur beim zusammenbau genau ermitteln lässt und entsprechend angepasst werden kann.
Viel zu leicht vergisst man im CAD, dass Schrauben auch noch montiert werden müssen, Kabel verlegt werden und Platz brauchen und bestimmte Abmessungen nicht exakt sind.

[yaro]

soo......
ertmal zu vohopri: das mit den Servos und allgemein das Grundgerüst habe ich mir hier abgeguckt: http://www.hexapodrobot.com/guides/g...y_MSR-H01.html die machen das auch so, so scheint es eigentlich ganz plausibel zu sein, ohne aufwendige metallarbeiten zu machen.
das mit dem gleiten wollte ich sicherstellen, indem ich es mit Graphit oder ähnlichem schmiere (bei meiner Kellertür hats zumindest geklappt =) )

nun zu MeckPommER: jo, ich habe NiMH. wahrscheinlich wäre das mit LiPos wirklich besser, aber darum will ich mich jetzt noch nicht kümmern, mir geht es darum, die Elektronik zu entwickeln und sie zu programmieren, da tuts auch ein Netzgerät.
Das mit den leißtungsstärkeren Controllern habe ich mir auch schon überlegt, aber im Grunde genommen ist das nicht wirklich notwendig. Die Servo-Steuerung kann ich wunderbar mit dem AtMega8 machen, und der haupt-controller braucht im Grunde genommen auch nur das, was ein AtMega8 leißten kann.....ich könnte zwar auf einen AtMega128 umsteigen, hätte aber nicht wirklich großen Gewinn dadurch, denn sooo viele Ports brauche ich am Haupt-Controller nicht, bessere ADCs bringen mir auch nicht viel, und mehr hardware-PWMs kann ich auch nicht benötigen. Die Rechenleißtung ist bei beiden ja die Selbe (will den AtMega8 mit 16MHz takten).
Und wenn ich dann doch irgendeine Anwendung haben werde, die es brauchen wird, mache ich einfach ein neues Board.

nun zu HannoHupmann:zu 1) das mit den Servos ist sone Sache.....die von BlueBird waren die einzigen, die so stark waren, wie ich sie brauche...der stärkste hat ein Moment von 140Ncm...hab in der Preisklasse bisher keinen gefunden, der das leisten kann....
2)Die Servos sind doppelt kugelgelagert, trotzdem vertraue ich dem irgendwie nicht wirklich, immerhin ist da dann ein soooo großer hebel, hab angst dass die verbindung zwischen servo und servohorn abbricht, wenn ich querbelastungen habe (z.b. am Knie, wenn ich schnell nach vorne gehe oder bremse).
Wie kann ich denn gegenlager auf der Anderen Seite machen? Hab mir das auch schon überlegt, mir ist aber nichts sinvolles eingefallen.
3)der wird ja nicht wirklich eingeklemmt, sondern eingeschraubt, aber eben von der Seite =). Silikon sollte eigentlich ganz leicht abzukriegen sein, zur not kann mans abbrennen. (habe mal Praktikum bei Conti gemacht, die haben Metall-Gummi Federn Hergestellt, wenn die gummimischung nicht gelungen ist, haben sie die Feder einfach Abgebrannt, und übrig blieb der Stahl, den sie in der Selben Form wiederverwendet haben)
4) ich hab im Datenblatt der Servos geguckt und da steht: running current 680mA, stall current 1800mA. Das bedeutet, dass ich, wenn ich alle Servos gleichzeitig bewege (was bei einer komplizierten Bewegung der fall sein kann) zieht er mindestens 18*680mA = um die 10A. wenn man dann noch bedenkt, dass die "schulter-vertikal"-Servos wahrscheinlich noch mehr zeihen werden, da sie ziehmlich doll belastet werden, kann das locker viel mehr werden, wenn die beine sehr weit vom körper stehen, und 12 Servos um die 1.5A ziehen, und die anderen 6 so um 600, dann kommt das mit meiner Rechnung ungefähr hin.
Mit den Spannungswandlern bin ich mir auch nicht ganz sicher, ob es geht...aber es sind ja Step-Down-wandler, die eigentlich nur ein gepulsten strom liefern, mit einem großen kondensator sollte da eig nichts schief gehen (aber ganz sicher bin ich mir da nicht)
5) die Füße haben genug Freiheitsgrade: das Loch, an dem der Fuß befestigt ist, ist größer, als die Schraube, mit der er befestigt wird. somit hat er einigen Spielraum, der (bei nicht zu extremen unebenheiten des bodens) eigentlich ausreichen sollte. vorher wollte ich ein Kugelgelenk nehmen, habe aber kein passendes gefunden, dachte mir, das das die simpelste ersatz-variante dafür ist.

Mit CAD (ich benutze Inventor) arbeite ich zum ersten mal....habe keine Erfahrung mit Metall-Bearbeitung...... deswegen frage ich ja hier die Experten =)
Mein Lehrer hat mit einer Firma vereinbart, dass sie das ausfräsen sponsort, deswegen mache ich das damit. könnte das selber sonst nie so hinbekommen, wenn ichs nicht fräsen lasse.

nochmal vielen Dank, dass ihr euch so viele Gedanken macht =)

[vohopri]

yaro,

die Argumente, mit denen du die Eigenheiten deines Konzepts verteidigst überzeugen keineswegs, aber es kann ja jeder planen und bauen wie er möchte.

grüsse und wünsche viel Freude am Projekt,
Hannes