Hallo verehrtes Forum,
ich benötige für meine Zwecke (also nicht als Selbstzweck) einen Roboter mit folgenden Eigenschaften, und benötige dabei Eure Hilfe bei der Planung.
Zuerst die Eigenschaften. Wie der Titel schon sagt, brauche ich einen Packesel. Da wir hier alle halbwegs zivilisiert sind, und keine Tiere qäulen, muss das ein Roboter sein:
- Der Roboter soll ein Gepäck von etwa 10 kg (sein Eigengewicht nicht eingerechnet) über eine Strecke von mindestens 2 km rumschleppen kann, ohne schlapp zu machen
- Die Strecke, auf die er sich bewegt, wird vorher "unter Aufsicht" abgefahren. Der Roboter soll in der Lage sein, diese Strecke irgendwann selbstständig fahren zu können
- Der Roboter soll in der Lage sein, ungeplanten Hindernissen auszuweichen, und zu versuchen, wieder auf die Strecke zu kommen
Das waren alle Anforderungen. Also eigentlich nichts ungewöhnliches.
Da es sich nicht um einen Selbstzweck handelt, ist eine elegante Umsetzung nicht entscheidend. Geschwindigkeit und Lebensdauer sind auch relativ egal. Hauptsache die Aufgabe wird erfüllt.
Jetzt gibt es offene Punkte zum Thema Planung. Ich würde notfalls auch auf ein vorhandenes System zurückgreifen, falls es sowas gibt. Ich kenne in Moment keins.
Jetzt zur konkreteren Planung. Eine Trennung zwischen Mechanik und Elektrotechnik ist schwierig, weil diese voneinander abhängen. Trotz all dem ein Versuch:
Mechanische Aspekte
- Ich denke das einfachste wäre ein vierrädriges Fahrzeug. Eine Suspension ist mir für sowas zu aufwändig. Der Weg ist größtenteils gepflastert und es geht etwas auf und ab. Nur ein kleiner Abschnitt des Weges ist Wald, aber immernoch für Spaziergänger gut begehbar. Es würde also reichen, 4 Gummireifen ohne Suspension zu verwenden.
- Motorisierung: Ist es gut, einen starken DC-Motor für die beiden Hinterräder über ein Differntial anzutreiben? Oder lieber einzelne Motoren für jedes Rad? Kann man überhaupt solche Miniaturdifferentiale kaufen?
- Die Lenkung: hängt natürlich von der Motorisierung ab. Angenommen man nimmt die Variante mit den Differential: Dann würde ich die beiden Vorderräder unmotorisiert lassen, allerdings beide Vorderräder über einen Schrittmotor um eine Achse drehbar lagern. Wirklich eine professionelle Lenkung wie in PKWs wäre hier wieder zu viel Aufwand.
- Wie werden Räder eingebaut? Da das Gewicht des Roboter relativ groß ist, wäre es glaube ich nicht gut, die Räder direkt an die Motorachsen anzubringen.
- Zum Chassis: Professionell wäre, einen CAD Entwurf zu haben. Da ich allerdings noch nicht weiß, wie das Ding am Ende aussehen soll, brauche ich eine flexible Lösung: Gibt es Holz, das man leicht modellieren kann, und dann aushärten lassen kann (z.B. im Ofen)?
Navigation und Elektronik
- Der Roboter muss wissen wo er ist. Hierzu sind mindestens IMU und GPS nötig. (EDIT:Kompass nicht zu vergessen) Die Zustandsgrößen werden dann über den Kalmanfilter geschätzt. Wie lässt sich diese Methode mit Odometrie kombinieren? Ich könnte außerdem noch einpaar RFID Transponder irgendwo an definierten Positionen verstecken oder vergraben.
- Wie verklickert man dem Roboter am Besten die Route? Wenn ich mich nicht irre, dann muss die "wahre" Route in Form von absoluten Positionsdaten vorliegen. Die müsste ich dann erstmal erstellen. Wie mach ich das? (Eine andere Möglichkeit wäre es, dem Roboter die Rounte "beizubringen". Gibt es da vorhandene Machine Learning Strategien? Bringt das Vorteile?)
Vielen Dank erstmal fürs durchlesen.
Mit freundlichen Grüßen,
Amrosik
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