Humanoid Roboter

[robo_tom_24]

Hallo
Ich möcht mich erstmal vorstellen! Ich bin der Thomas, 16 Jahre und komm aus dem Burgenland, Österreich. Aktuell besuche die HTL Pinkafeld für Elektronik und technische Informatik, zu meinen Hobbies zählt unter anderem Modellbau (Feinmechanik) und Elektronik-Basteln. So, genug von mir, nun mein Projekt.

Ich möchte ergänzend zu meiner Ausbildung einen kleinen Humanioden bauen. Ähnlich dem Robonova und Bioloid GP.
Ein paar mir im Kopf herumschwebende Daten und Ideen:

• NXP 89LPC936 µC (verwenden wir in Schule, wenn nicht ausreicht ein Atmel)
• Alu-Platten Grundgerüst
• Standart Modellbau Servos als Aktoren (vl. ein Hitec Robotics Servo)
• LiPo Akku als Stromquelle

*Wünsche*:

• 2.4 GHz Übertragungsmodul
• Lagesensor (automatisches aufstehen etc.)

Der Robo soll nichts besonderes können, ledeglich gehen und greifen sollten in der "Grundversion" realisiert werden. Vielleicht könnte er in einem halbwegs ausgereiften Zustand mit einer Kamera ausgestattet werden und als SoccerBot dienen
Skizzen bzw. 3D Zeichnungen mit Ideen zur Servoaufteilung folgen...

mfg thomas

[robots4-ever]

ich finde die Idee für dein Projekt großatig.

[tucow]

Hallo Thomas,

willkommen im RN.

Ein schönes, nicht wirklich einfaches, Projekt hast Du dir da ausgesucht.
Ich bin zur Zeit selber an einem solchen humanoiden roboter als Praxisprojekt meines E-Technik Studiums. Ein kleiner Tipp vorweg, mach Dir mal Gedanken wie du die Spannungsversorgung der Servos realisieren willst und beziehe alle worst case Szenarios ein, damit meine ich das alle Servos den maximalen Strom ziehen.

Bei mir sind das bei 16 Servos a maximal 2A mal fix 32A. Damit müssen Deine DC/DC Regulatoren zurechtkommen.

Beachte auch das die Servos genügend Torque besitzen.



Gruß

[robo_tom_24]

Hallo

Danke tucow für den Tipp!
Ich hab dazu zwei Fragen:
1) Was meinst du genau mit DC/DC Regulatoren?
2) Wie kann man sich am besten das Drehmoment berechnen?

mfg thomas

[tucow]

1) Du kannst nicht einfach die Servos an die LiPo Zellen anschließen, deren Ladeschlussspannung liegt weit über der spannung die ein Servo verkraftet, also musst Du die Spannung vorher regulieren. Ein Akku mit nur einer LiPo Zelle bringt nicht genügend Spannung und einer mit 2 Zellen bringt zuviel, da musst Du dir was überlegen.

2) Der ist angegeben, bei den Servos. Allerdings in kg.

[robo_tom_24]

Aso, du meinst also ganz normale 7805 oder desgleichen

und wie viel Tourque brauch ich für so nen Robbi?
Reichen da für die Beine 50 N/cm aus? (Hitec HS-485 HB)

mfg

[tucow]

Naja, ich würde nicht unbedingt die ollen 7805er nehmen. Die haben einfach zuviel Verlustleistung und sind riesig. Ich nehme welche in SMD Bausweise von Maxim, welche genau evaluiere ich noch - habe erstmal Samples von Maxim hier. Es sollten halt schon, meiner Meinung nach, DC/DC Schaltregler sein mit sehr geringer Verlustleistung.

Bei den Servos kommt es darauf an wie schwer dein Bot später wird. Ich nehme die HXT12K, die schaffen bei 4.8V 10kg aber ich werde sie bei 6v betreiben das sind dann um die 15kg Torque.


Was auch noch wichtig ist, ist das timing der Servos. Ich weiss nicht wie man die alle mit nur einem µC ansteuern soll. Bei mir bekommt jedes Bein/jeder Arm einen ATmega8 der dann die jeweiligen Servos ansteuert. Verbunden wird das ganze dann per SPI mit dem Mainboard, auf dem dann ein ATxmega256 sitzen wird der alles verarbeitet.

[robo_tom_24]

okee....

naja, bei 6 Servos pro Bein wird Gehen dann ziemlich Rechenintensiv, da hast schon recht. Das heißt dein Haupt Controller empfängt Befehle und gibt jetzt zum Beispiel "schritt_gehen" an das linke Bein weiter?

[tucow]

6 pro Bein? Bei mir sind es 5.
- 2x für den Fuß
- 1x Knie
- 2x Hüfte


Das Berechnen würde der xmega schaffen, das ist nicht das Problem. Das Problem ist das du jedem Servo circa alle 20ms einen neuen Befehl schicken musst/solltest. Und das erledigen bei mir die µC in den Extremitäten.
Per SPI sende ich an die einzelnen µC nur noch Daten wenn ich z.B. das linke Bein bewegen will, alle anderen werden von ihrem µC in der Position gehalten, die sie vorher eingenommen haben, bis sie einen neuen Befehl erhalten.

Dadurch entlaste ich das komplette Timing im xmega, denn der soll ja auch noch die Sensorik auswerten wie z.B. einen Ultraschall Distanz Sensor im Kopf und das Accelerometer.


Meine aktuelle Überlegung ist es den Beinen eine extra Möglichkeit zu geben das sie entscheiden können ob sie jetzt einen weiteren Schritt machen oder nicht, z.B. wenn sie einen Abgrund erkennen würden sie das Bein wieder in die vorherige Position bringen und dem xmega melden das dort ein Abgrund ist und er sich einen neuen weg suchen muss.

[robo_tom_24]

Ja, laut meinen Aktuellen Überlegungen sinds 6:
3 - Hüfte
1 - Knie
2 - Fuß

Ja, ok...PWM...hab ich total vergessen
Deine Überlegungen sind super

Hast du auch für die Arme eigene µC?

Abgrund erkennen? Drucksensoren in den Fußplatten - wenn in gewisser Zeit kein Signal, bzw je nach Dauer bis Signal kommt -> Untergrund (Fuß zurück, Gleichgewicht herstellen), bzw bei langer Dauer bis Signal Gefälle (Oberkörper gerade richten, Geschw. zurücknehmen)

mfg