Tyranno Robterus

[BlueNature]

Die Wellen werden vorraussichtlich außen noch stabilisiert, wobei der
Platz an der Außenseite relativ knapp werden könnte. (Habe mich bei
der Konstruktion am Robertino, einem Industrieroboter von Festo
orientiert - der kommt auch ohne diese Stabilisierung aus...)

Bumper sind auch noch geplant - vermutlich eine Art "Rundumstoß-
stange", bei der es auch möglich ist, den ungefähren Ort der Kollision
zu ermitteln.

An der Motorsteuerung bin ich gerade am Arbeiten, von daher kann ich
leider im Moment noch keine Auskünfte geben, wie die genaue Steuerung
von sich gehen wird. Was verstehst du in diesem Zusammenhang unter
"nachschleppen"? - Ohne Schlupf fahren wird wohl nicht möglich sein -
auch bei langsamen Anfahren / Bremsen. Die eigentliche Geschwindigkeit
lässt sich wohl nur durch einen Sensor ermitteln, der die tatsächliche
Geschwindigkeit über dem Boden misst....

Hallo nestler!

Ich meine damit das Prinzip das du bei einer Geradeausfahrt mit zwei Rädern um 60° nach innen drehend zur Fahrtrichtung antreibst. Das dritte Rad das nach hinten verlagert ist zieht dann genau Quer mit. Also kann man ausser im Kreis drehen eigentlich gar nicht richtig optimal fahren. Ich denke eine Variante mit Servos zur Spureinstellung der einzelnen Antriebsräder mitsamt dem Getriebemotor wäre sicher eine praktikablere Lösung. Wäre auch von der Koordination sicher reizvoll und auch von der Bewegungsweise interessant. Ich bahe es nochmal ausgerechnet. Jede der drei Antriebsräder müsste 180° drehbar sein. Also 60° links und 120° rechts. Das wäre optimal für Servos.

Wegen dem Messen der aktuellen Position denke ich das vom Roboter zum Boden die schlechtere Variante ist da sie zu aufwendig ist. Ich denke eine Vermessung der Entfernung zur Umgebung mittels US-Sonar wäre sicher einfacher um die aktuelle Position zu ermitteln. So habe ich das bei meinem Roboter auch gemacht.

Grüsse Wolfgang

[nestler]

Hatte fast vermutet, dass du mit "nachschleppen" das dritte Rad meinst.
Es ist natürlich richtig, dass eine schnelle Fahrt immer nur mit zwei
Rädern erfolgt. Es ist ferner auch richtig, dass durch die Anordnung der
Räder sich auch ein Teil der Bewegung gegenseitig aufhebt (Wenn man
die Vektoren betrachtet, wird schnell klar, was ich meine - nur ein Teil
der Radbewegung geht in die Vorwärtsbewegung.)

Eine Lösung mit zusätzlichen Servos bräuchte auf alle Fälle deutlich mehr
Platz und ließe sich vermutlich nicht auf dem Tyranno Robterus, der ja
doch eine relativ kompakte Grundfläche hat, unterbringen. Desweiteren
ist der Vorteil dieser Antriebsmethode ja nicht die schnelle Geradeausfahrt
sondern die schnelle Seitwärtsfahrt bzw. die Fahrt in jedem beliebigen
Winkel deiner Wahl. Ein weiterer Pluspunkt ist der schnelle Wechsel
zwischen den verschiedenen Fahrtrichtungen.

Hinzu kommt natürlich noch die Möglichkeit, dass der Tyranno Robterus
auch in der Lage wäre, sich während der Fahrt noch um die eigene Achse
zu drehen.

Der Antrieb mit Servos wäre auch ein Möglichkeit - hat aber nicht mehr
so viel mit den eigentlichen Absichten des Projekts zu tun. Ich denke,
dass es reichen dürfte, jedes Rad von -30° bis +30° zu drehen, um zu
ermöglichen, dass immer zwei Räder parallel zur Fahrtrichtung laufen.

Die Vermessung der Entfernung zur Umgebung reicht bei mir zur Selbst-
lokalisation nicht aus, da sich der Roboter ja auch in unbekanntem Gebiet
zurecht finden soll - bzw. ja auch unbekanntes Gebiet kartographieren
können soll...

Gruß
Simon

[nestler]

Sonst niemand mehr eine Meinung zu dem Roboter bzw. noch ein paar
interessante Ideen?

Warum willst du eigentlich 60° in die eine Richtung und 120° in die andere
Richtung drehen und nicht 90° in jede Richtung?

Mit einem Winkel von insgesamt 180° lässt sich ja jedes Rad in jeder
Richtung orientieren, und damit könnte in der gewählten Richtung sogar
mit drei Rädern gefahren werden. Damit wären dann sogar die
Omniwheels überflüssig... (Sofern man nicht gleichzeitig drehen und
fahren will)

[Günter49]

Hallo Simon,

es ist ja schon ziemlich spät und deshalb wird mir ein mehr gefühlsbetonter Einwand hoffentlich nachgesehen. Obwohl die Vorteile bei schnellen seitlichen Bewegungen auf der Hand liegen und sich die dreirädrigen Allseitenrad-Roboter beim robocup deswegen auch durchgesetzt haben, bleibt irgenwie ein komisches Gefühl bei dieser Fortbewegungsart. Warum haben eigentlich Lebewesen - wenn man von Volvox, Quallen u.ä. absieht- eine eindeutige Symmetrie und Ausrichtung auf eine Achse in der Bewegung und in der Wahrnehmung. Irgendwie
unwahrscheinlich, dass das ein Zufall ist. Vielleicht liegt es ja auch nur daran, dass die Natur das Rad nicht erfunden hat, dafür ein paar ganz gute Sensoren und Aktoren. So ist uns der Allseiten-Elephant erspart geblieben.
Genug gefühlt und spekuliert. Mehr die handfesteren Argumente. Wird dein Roboter, der sich " ja auch in unbekanntem Gebiet zurecht finden soll - bzw. ja auch unbekanntes Gebiet kartographieren können soll" dabei wirklich oft schnelle seitliche Bewegungen ausführen müssen? Der Kartograph in feindlicher Umgebung? Nach deiner Aufgabenbeschreibung sind verlässliche Odometrie-Daten möglicherweise noch wichtiger, zumindest nicht schädlich. Und für eine verlässliche Odometrie sind schnell laufende Allseitenräder nicht die erste Wahl. Die 120 Grad Anordnung ist schnell gezeichnet, aber mit den fliegend gelagerten Achsen nur schwer gebaut. Dank deines links auf robertino habe ich die pdf-Datei mit der Bauanleitung für robertino III gefunden. Die bauen den sicherlich nicht aus Spaß aus drei massiven Segmenten. .....

... bin jetzt einfach zu müde, Gute Nacht,

Günter

[nestler]

Hallo Günter!

Erstmal vielen Dank für deine Einwände und interessanten Aspekte. Es
stimmt, dass die omnidirektionale Bewegung nicht gerade diejenige
Bewegungsform ist, die in der Natur häufig anzutreffen ist.

Aber interessanter ist in meinen Augen eben gerade die Frage, ob ein
Roboter mit einem Omnidirektionalantrieb nicht doch Fähigkeiten und
Fertigkeiten beherrscht, die ein "normaler" Roboter nicht besitzt.

Ich denke durchaus, dass ein Roboter mit Rundumsensoren und einem
Omnidirektionalantrieb ein besserer Karthograph sein könnte. In Gedan-
ken sehe ich gerade einen Roboter der Vorwärts auf eine Wand zufährt,
zwei Schritte zurück setzt, lenkt und wieder auf die Wand zufährt (ok -
ich gebe ja zu, etwas überspitzt dargestellt). Daneben könnte ein Roboter
mit Omnidirektionalantrieb schon etwas eleganter aussehen....

Dass die Konstruktion ihre Tücken hat (Stichwort: Achsen) ist natürlich
auch nicht von der Hand zu weisen. Dass die Programmierung wohl auch
etwas mehr Ideen erfordert ist auch klar. Aber gerade das stellt in meinen
Augen eine Herrausforderung dar, und genau wegen dieser Heraus-
forderung bauen vermutlich wir alle unsere Roboter....

Und zur Odometrie gibt es ja auch schon interessante Alternativen. Der
Robertino verwendet beispielsweise eine Omnicam und Farbmarken...

Gute Nacht,
Gruß Simon

[Günter49]

Guten Morgen, Simon!

Erst mal meine Bewunderung dafür, dass du nachts um zwei noch so
formulieren kannst. Mit dieser Power wirst du den Herausforderungen
des Roboterbaus im Allgemeinen und denen des omnidirektionalen
Antriebs im Besonderen sicherlich gewachsen sein.
Nun ist es ja nicht so, dass mir diese schnellen Roboter nicht gefallen.
Habe sie bei German open in Paderborn im Frühjahr mal aus der Nähe
gesehen und war schon fasziniert. Trotz meiner eher prinzipiellen Skepsis
werde ich den Fortgang deines Projekts mit Interesse verfolgen und mich
gern eines Besseren belehren lassen. Jetzt werde ich erst mal das Haus
verlassen, um mit meinen Enkeln Weihnachtsgeschenke zu basteln. Und
wenn ich an die so denke, bin ich mir nicht mehr ganz so sicher, dass omnidirektionale Bewegungsarten bei höheren Lebewesen nicht
vorkommen...

Viel Erfolg,
Günter

[nestler]

Naja, schnell ist relativ. 8 cm / s (siehe weiter oben) ist mir persönlich
fast ein bisschen zu langsam. - Aber dafür funktioniert vielleicht die
Odometrie bei diesen Geschwindigkeiten besser als bei dem Speed
anderer omnidirektionalen Roboter...

Und ich muss dazu sagen, dass ich persönlich eh kein allzu großer Fan
der Odometrie bin. Es ist vielleicht als zusätzliches Verfahren zur
Selbstlokalisation ganz nett, aber dass der Roboter nur über Odometrie
weiss, wo er ist, halte ich für problematisch. Denn bei der Odometrie
schleppt man einen Fehler den ganzen Betrieb über mit - einmal etwas
Schlupf - und der Roboter geht ab diesem Zeitpunkt von einer falschen
Position aus.

Andere Verfahren (z.B. "Mini"-GPS) sind vielleicht etwas ungenauer, haben
aber dafür meist nur einen stochastischen Fehler - d.h. auch nach einer
Stunde Betrieb kann man noch einen Bereich angeben, in dem sich der
Roboter mit 95%iger Wahrscheinlichkeit befindet.

Aber das Projekt steckt ja noch in den Kinderschuhen, und von daher wird
sich wahrscheinlich noch viel tun - lehrreiche Irrwege natürlich inbegriffen


Gruss
Simon

Wie kann der Bot Gerade aus fahren?

Es kommt mir so vor das der sich nur 360 Grad drehen kann um sich herum.

Aber sonst geiles Ding

[Florian]

Das liegt an den Omniwheels!
Wenn zwei Räder drehen fährt der Bot nach vorne, obwohl sie schräg liegen!

[nestler]

Genau! Wichtig hierbei ist, dass sich die beiden Räder nicht in der
gleichen Richtung bewegen, sondern aufeinander zu bzw. voneinander
weg.

Ich habe mal ein kleines Schema gezeichnet, anhand dessen hoffent-
lich klarer wird, was gemeint ist.

Drehen sich die Räder aufeinander zu (rot), fährt der Tyranno Robterus
nach oben, drehen sie sich voneinander weg (grün) fährt er nach unten.

Gruß,
Simon