Hexabot "Scorpion"

[JoeBlack]

Wie heisst es doch so schön: "Gut Ding will Weile haben"^^

Du kannst Dich ja bis dahin mal noch ein bischen über Funkmodule informieren.
Eine kleine Strecke zu überwinden ist eigentlich nicht das Problem und je nach dem wieviel Du eben selbst machen kannst/willst von der Software her, bekommst Du das ganze auch für vieleicht so 10€ - 20€.
Es gibt natürlich auch Rundum-Sorglos-Pakete allerdings sind die deutlich teurer. Sie bieten jedoch auch ne fertige, drahtlose RS232 Verbindung bei der Du nur noch die Baudrate einstellen musst.

[Klingon77]

hi,

ich habe mir Deinen Entwurf angeschaut.

Du solltest für die Servos sog. Gegenlager einplanen.
Sie reduzieren die Belastung für die Servos enorm und tragen ganz wesentlich zur Lebensdauersteigerung bei.

Beim Kauf der Servos würde ich, was die Stärke betrifft, sehr großzügig agieren.
Es ist nicht damit getan das der Servo das Gewicht eben so heben kann.
Durch stärkere Motoren gewinnst Du auch an Dynamik in den Bewegungen.

Ein weiterer Aspekt bezieht sich auf die Mechanik in den Servos.
Diese sind ebenfalls nur für die entsprechende Leistung ausgelegt.

Wenn Du nun Servos kaufst, welche permanent knapp unterhalb ihrer Leistungsgrenze agieren verringert sich die Lebensdauer aufgrund der mech. Belastung drastisch.
Aus diesem Grund rechnen Maschinenbauer und wohl auch die Elektroniker immer eine sog. Sicherheitsreserve ein.

Die benötigte Reserve trägt dann auch zur Nachhaltigkeit des Systems bei.
Dabei hast Du in der Verlaufskurve (Last / Anzahl der Bewegungen bis zum Strukturversagen) keinen kontinuierlichen Verlauf!

Beispiel: (aus dem Kopf nach mehr als 20 Jahren und sicher fehlerbehaftet)

Du belastest ein System mit 50 N.

* Das System ist so ausgelegt daß es 51N aushält bis es bricht.
Die Lebensdauer (Anzahl der Belastungsfäller) liegt bei ca. 10

* Das System ist für 100 N ausgelegt.
Die Lebensdauer liegt bei ca. 1000

* Das System ist für 150 N ausgelegt.
Die Lebensdauer liegt bei ca. 1.000.000


Wie gesagt:
Die Verlaufskurve ist nicht linear und die Werte stimmen sicherlich auch nicht (kommt auch auf das System und die Belastung an).
Da können andere im Forum sicherlich mehr dazu schreiben.

Ich wollte nur mal den Zusammenang von Belastungsfällen und der Systemauslegung grob skizzieren.


Deshalb kaufe liebe gleich richtig gute Servos welche mindestens das doppelte der geplanten Last aushalten.
Denke dabei auch an künftige Erweiterungen; so ein Robby wird ja schließlich nie fertig; ist wie mit der Spielzeugeisenbahn
Ein Metallgetriebe mit dopplter Lagerung sind ebenfalls wünschenswert.


liebe Grüße,

Klingon77

[Scarabol]

Hi,

richtig gute Servos kosten mich 20€ oder 30€ das Stück das macht bei 6 Beinen mit je 3 Servos ne Menge Geld, das ich im Moment leider nicht hab. Zur Zeit kostet mich 1 Servo 3€ das kann ich noch verkraften. Wie du schon sagst wird so ein Bot nie fertig und daher plane ich durchaus schon ein, das ich die Servos früher oder später tauschen werde, aber erstmal will ich einfach nur was zum rumspielen haben. Ich denke ich werde die Servos mit der Zeit kaufen und dann austauschen.

Mit Gegenlager meinst du sicherlich Gegengewichte die dem Gewicht des Bots und damit dem Drehmoment im Servo entgegenwirken richtig?

MfG
Scarabol

[Klingon77]

hi,

als Gegenlager wird die Servolagerung am Servoboden bezeichnet.

Lies doch mal ein wenig in den anderen Hexa-Thread´s.
Dort findest Du jede Menge Anregungen in Wort und Bild.


liebe Grüße,

Klingon77

[HannoHupmann]

Nachdem ich hier ja zu den "alten Hasen" in Sachen Hexabots gehöre melde ich mich nun doch mal zu Wort (außerdem hab ich erst jetzt den Thread ganz durchgelesen).

Mir fallen sofort zwei Möglichkeiten für dich ein Scarabol:
A) Du zahlst ordentlich Lehrgeld für einen Prototypen und machst genau so weiter wie von dir beschrieben

oder
B) Du gehts es langsam an und zeigst uns erst mal deinen Konstruktionszeichnungen und sparst dir das Geld für eine Fehlentwicklung.

Deine Planung zeigt mir einfach, dass du Anfänger bist (das ist ok das waren wir alle mal) und ganz viele Anfängerfehler machen wirst (die aber nicht sein müssen, dafür gibts hier erfahrene Hexabastler).

Ich fang mal bei den Grundlagen an:
1) Hexabots mit billigservos baut man höchsten aus Balsaholz nicht aus Blech.
2) Richtige Hexabots baut man auch nicht aus Blech, sondern auch Aluminium, Lexan oder Dipond.
3) Der Begriff Gegenlager sollte die etwas sagen!
4) Die Momente in den Servos werden nicht geschätzt sondern berechnet. Ich fürchte, dass dein Hexa sich mit Müh und Not auf den eigenen Beinen halten kann.
5) Für sauberes "Laufen" benötigt der Hexa Servohörner aus Metall (die gibts nur für wenige Servos, daher beim Kauf darauf achten).
6) Wenn man schon kosten Reduzieren musse, dann spar an der richtigen Stelle. Einige Servos können tatsächlich günstig ausgeführt werden, andere müssen Power haben. Die im Schwanz können sicher mit weniger Kraft auskommen
7) Ein Schwanz führt dazu dass sich der Schwerpunkt nach hinten verlagert, dies ist Konstruktiv zu beachten und gegebenenfalls mit den Akkus auszugleichen
8 ) Bei der Mechanik kann man soviel Falsch machen - über das man sich später ärgert - dass ich es hier pauschal als Punkt aufnehme. Zumal ich deine Konstruktion nicht kenne und das Vorbild aus dem RN-Wissen auch höchstens als Skizze und nicht als Bauanleitung dienen kann.

Ich hör hier jetzt auf weitere Punkte zur Mechanik anzusprechen sondern wechsel zur Elektronik/Steuerung, außerdem wissen 77 Klingonen darüber noch besser bescheid als ich :
1) 12V Stromversorgung auf einem Hexa ist völliger Blödsinn (entschuldige den Kraftausdruck).
1a) Die Servos benötigen eine Spannung von 6V bis 7,2V (meine laufen mit 7,2V was bei guten Servos kein Problem ist).
1b) Die Logik benötigt 5V mit einem Spannungsregler von 12V auf 5V zu wandeln verbrät jede Menge Energie in Wärme. Hier würde man in so einem Fall einen DC/DC Wandler einbauen (TRACO POWER z.B. hab ich in meinen Wall E).
1c) Logik und Leistungselektronik müssen bei einem Hexabot getrennt sein! Andernfalls zucken die Servos und man fragt sich warum das System dauernd spinnt.
1d) Mein Vorschlage: Einen LiPo mit 7,2V (kostenpunkt um die 25V) und einen 9V Block für die Logik, den kann man dann ohne Sorge mit nem Spannungsregler auf 5V setzten. Saubere gemeinsame Masse und alles ist gut.
1e) Du kannst die 12V für die Servos nicht auf 6V mit nem Spannungsregler wandeln, dass packen die nicht und auch mit einem DC/DC wandler wird es schwierig da die Einschaltströme so hoch sind.

2) Das RN-MiniControl (habs mir gerade nochmal angeschaut) wird nicht reichen um 22 Servos anzusteuern. Der µC ist nicht performant genug. Ich hab mit dem Board noch nicht gearbeitet aber ich kenne keinen Hexabot der damit gesteuert wird. Mindestens noch ein Servocontrollboard, aber besser mehrere µC die sich die Arbeit teilen (meiner arbeitet mit einem Propeller Chip, andere verwenden mehrere Mega32, oder eben einen Mega32 und ein Servoboard). Abgesehen davon müsste man das Board eh noch umbauen um die Leistungversorgung auf die Steckplätze zu bekommen.

3) Warum willst du eine krabbelnden W-Lan Router bauen? Über funk kannst du bei deinem Setup überhaupt nichts steuern, denn es wird dir kaum gelingen die Fritzbox so zu cracken, dass du damit nen µC ansteuern kannst. Die hat keinen RS232 Anschluss und damit auch keine Möglichkeit Daten irgendwie komfortabel hinaus zu schicken. Einzige möglichkeit wäre den µC ans LAN zu hängen, das ist aber auch ziemlich kompliziert, da µC normalerweise kein LAN unterstützen. Wird also auf eine Adapterplatine hinaus laufen. Ziemlich aufwendig und unsinnig wegen des Stromverbrauchs. Da lieber ein Radiocontroll einsetzen.
4) usw.

Jetzt lass ichs gut sein. Scarabol du siehst mir fallen allein schon beim durchlesen soviele Sachen auf die ich an deiner Stelle anders machen würde, dass ich dir dringend rate dein Konzept nochmal zu überdenken.
Ich hab viele Jahre an meinem Hexa gebastelt, ich hab erst einen vierbeinigen Prototypen gebaut (weil billiger), den dann auf 6 Beine erweitert (der vierbeiner viel einfach immer um). Für den hab ich billige Servos verwendet (5€ bei Conrad) und ungefähr nochmal die gleiche Menge als Ersatz weil mir dauernd die Zahnräder gebrochen sind.
Jetzt hab ich HiTec 475HB Servos drin (21€ das Stück) und damit gehts einigermaßen, lieber wären mir mitlerweile welche mit mehr Nm (so für 50€ das Stück, nur das kann ich mir auch nicht leisten).
Alle Servos haben kugelgelagerte Gegenlager. Der komplette Hexa ist aus Dibond und Lexan. Ein teurer LiPo sorgt für die nötige Power. Vermutlich steckt in dem ganzen System weit mehr als 1000€ und mindestens genauso viele Stunden an Zeitaufwand. Unter 500€ Budget brauch man sowas eigentlich nicht anfangen, wenn es vernünftig werden soll. Darunter würde ich dir eine Version aus Balsaholz empfehlen, sowas wurde auch schon im Forum gebastelt und funktioniert ganz passabel.
Hier die Links zu meinen Hexas:
Phoenix

Phoenix²



Jetzt bin ich gespannt ob ich Dich überzeugen konnte oder ob du lieber erst mal Lehrgeld ausgibst und dafür einen unbefriedigende Lösung bastelst.

[ikarus_177]

Hi,

auch ich hab' einen Hexa gebaut, allerdings als erstes "richtiges" Roboterprojekt, nachdem ich mit RN-Control & RP5 in die Robotik eingestiegen bin.
Sich gut über schon bestehende Projekte & Roboter zu informieren, ist sicherlich nicht schlecht - man kann Fehler der anderen vermeiden und bekommt eine Ahnung, in welche Richtung der spätere Bau in etwa gehen soll oder wird.

Wenn es dich interessiert - auf meiner HP (siehe Signatur) sind ein paar Informationen zum Bau verfügbar.

Viel Glück & Spaß bei der Entwicklung und dem Bau deines Hexas,
ikarus_177

[MeckPommER]

Hi,

fange mit der Elektronik und einem Bein an. Bis sich das so bewegt, wie es soll, vergeht auch einige Zeit Und noch ein paar Gedanken ...

- mit normalen Batterien steht der Bot niemals auf.
- verderbe dir selber nicht den Spaß an der Sache indem du billig-Servos nimmst. Damit kann der Bot nichtmal stehen. Dann lieber langsam und erfolgreich basteln.
- schaue, welche Fehler die anderen gemacht haben - es macht keinen Spaß, teure Fehler zu widerholen.
- Murphys Gesetz: ein Bot wird immer 1,5 Mal so schwer wie geplant.
- 22 Servos brauchen nicht nur Strom, sondern Strom, Strom und nochmehr Strom ... das muss man in allen Aspekten berücksichtigen. Da spielen schon Leiterbahndicken eine Rolle und Kontaktwiderstände an den Akkus
- das Gebastel macht verdammt viel Spaß
- ein brauchbarer Hexapod kostet mindestens 600-1000 Euro. Mein Marvin dürfte so bei 1500 liegen und der nächste wird noch teurer (nur zu bauen, da die Vorversion demontiert wird)
- fange nicht an, wenn du nicht bereit bist, eine schaltung auch 3 mal neu aufzubauen

Gruß MeckPommER

[Scarabol]

Hi,

ich war kurz nicht da und schon so viele Posts klasse!

Ich hab jetzt schon einige Hexathreads gelesen, aber ich finde einfach keine Erklärung zu den Gegenlagern, was soll das sein, wie funktionieren diese?

Ich will natürlich das ganze langsam anfangen hab auch kein Problem mit seeehr langsam, da ich jung bin und wenig Geld. Also länger planen, das kostet erstmal nix und spart hinterher viel Geld...

@HannoHupmann
Zu 4. Ist kein Problem ich hatte Maschinenbau als LK im Abi daher kenn ich ein bischen was von Kräften und Momenten, eine Berechnung folgt auf jedenfall noch.

http://www.hit-karlsruhe.de/aol2mime/fritzbox7050.htm
Stromversorgung
Mitgeliefert werden verschiedene Netzteile, z.B.
* 12V=/1,2A stabilisiert (Schaltnetzteil)
* 12V=/1A (Netztrafo mit Gleichrichtung und Elko)
Die Eingangsspannung wird in einem 16V-Elko gepuffert und dann mit einem Schaltregler Typ MC34063 auf 3,3V gebracht.
Die Stromaufnahme beträgt bei 12V bis 540mA.

Daher werden die 12V überflüssig, ich baue den Router direkt so um, dass ich die 3,3V anschließen kann.
Ich bin also immernoch von der Router Idee begeistert, da ich mit dem AVR NET IO Bausatz auch eine einfache und relativ günstige (20€) Schnittstelle bekomme, die ich auch noch für ein Projekte wie einen AVR Webserver benutzen kann.

Zu 1d. Lipos sind zwar leicht und haben Leistung, aber auch verdammt teuer zu den 25€ kommen nochmal die Kosten für ein Ladegerät und wie ich mein Glück kenne nach 2-3 Monaten auch ein neuer Lipo (zu empfindlich)
Was das gesparte Gewicht angehe ein 1.2V NiMH Akku wiegt 25g mal 6 also 7.2V bei 2300mh sind also 150g. Was würde ein Lipo mit dieser Kapazität wiegen?

Zu 2)
Ich werde wohl um die Servos zu steuern noch 1 oder 2 AtMega48 verwenden und diese mit I2C über das Minicontrol ansteuern.

Zu 3)
Die Fritz Box muss nicht "gecrackt" werden das haben andere schon erledigt. Was mir noch fehlt ist ein Program für den bereits vorhanden Linux Kernel das mir die Möglichkeit gibt nach "draussen" mit einem uC zu kommunizieren.

@Ikarus
Danke für den Hinweis hab schon einiges über dein Projekt gelesen und bin echt beeindruckt.

@MeckPommer
Kannst du mir nen Anhaltspunkt geben von wie viel Strom du hier redest? Diese "kleinen" Servos von 35Ncm sollten doch nicht so viel verbauchen. Ich denke das liegt so um die 100mA bei Volllast.

Hier noch eine Frage an alle Hexabastler:
Warum habt ihr zwischen Rumpf und Oberschenkel immer einen 180° Winkel? Das erhöht das Drehmoment doch sehr stark. Hier währ ein kleiner Winkel wie bei meinem Bot doch günstiger oder überseh ich wieder etwas?

Zuletzt noch ich bin Bastler ich bau den Kram auch 1000mal wieder neu zusammen.

MfG
Scarabol

[MeckPommER]

Servos, die du gebrauchen kannst (also NICHT die 35Ncm-Teile) können auch mal 1,5A oder 2A ziehen. Mein Bot liegt in Schnitt bei 5-8A, dabei gibt es aber kurze Spitzen bis locker über 20A.
Das bringen dir die 1.2V NiMH-Akkus leider nie im Leben. Dafür gibt es spezielle Racing-Akkus, die aber wiederum auch nicht billiger werden als LiPo-Akkus. Stichwort: Hochstrom-Zellen.
Um mit einem LiPo gleichzuziehen bräuchtest du mindestens 8-10 parallele 6-Packs an normalen NiMh-Zellen. Wie es dann mit dem Gewicht und den Kosten aussieht, kannst du dir sicher denken
Berücksichtige auch, wie lange es dauert, bis normale Akkus geladen sind. Einen Lipo hast du in einer Stunde wieder betriebsbereit.

Was die Steuerung angeht: nurmal ein Gedanken ... wie wäre es mit einer Bluetooth-Verbindung mit 2 BTM-222? Funktioniert echt prima und dürfte Platz und Gewicht sparen.

Gruß MeckPommER

[Scarabol]

Wow, das hätte ich jetzt nicht gedacht das die so viel Power ziehen, da muss ich auf jedenfall nacharbeiten...

Eine Bluetooth Verbindung finde ich auch sehr interessant. Kannst du mir sagen, wo ich das Modul günstig bekomme, hab das mal bei U Radig gesehen, aber da kann ich es glaub ich nicht bestellen?

MfG
Scarabol