Animatronic

[Moppi]

Hallo!

Nach ein paar Jahren lesen und Erfahrung sammeln, auch hier im Forum (vielen Dank nochmals dafür!), habe ich mich an ein altes Thema gewagt.

Ich hatte schon mit den Fingern einer Hand angefangen, in Lebensgröße (also auch entsprechend schmal). Das hat sich im Kern nach meinen Ansprüchen als sehr komplex rausgestellt und ich weiß bis heute nicht sicher, wie ich verschiedene Probleme dort lösen könnte. 15 Motoren für die Finger sind eine beachtliche Menge. Da ist aber die Hand(fläche und -wurzel) noch nicht eingerechnet.

Nun bin ich in den dunklen Tagen im Netz beim Herumstochern wieder auf verschiedene andere Dinge gestoßen und ich habe mich damit beschäftigt, was ich äquivalent machen könnte. Mit dem neu gesammelten Erfahrungen und Wissen habe ich beschlossen, mal etwas nicht ganz so kompliziertes, aber dafür hoffentlich Ansehenswertes zu schaffen, was sich im Laufe der Zeit ausbauen lässt. Ich beschäftige mich zurzeit damit, eine Puppe zu bauen. Da steckt viel Mühe drin, weil man nicht nur einen Körper haben muss, sondern den auch aufarbeiten. Nachher zerlegen, Gelenke einbauen usw. Es gibt also einige (Zwischen-) Stationen. Die letzten Tage habe ich mich mit realistischen Proportionen beschäftigt, und Konfektionsgrößen. Habe Probedrucke gemacht und Überraschungen erlebt. Ausgedruckt sieht das dann doch wieder etwas anders aus, als am Computerbildschirm. Ich habe heute versucht einen Fuß in Lebensgröße zu drucken, ich brauche das ab und zu, wegen der Ansicht und zum Vergleichen. Ein ganzer Fuß war zu groß für meinen Drucker, so habe ich einen halben Fuß genommen. Die Proportionen passen, das ist gut.

So weit zur Vorgeschichte. Was ich zunächst mal bauen will, ist ein Charakter, mit Gelenken. In Echtgröße aber nicht, wegen dem Aufwand beim Drucken und vom Material her. Sondern zunächst in 60cm. Das ist eine noch gängige Größe, für die man auch Kleider bekommt. So wäre das auch schonmal geklärt. Den Körper habe ich so proportioniert, dass die lebensechte Größe etwa 165cm ist, bei Kleidungsgröße S. Als nächstes muss der zerlegt werden. Die Einzelteile sollen hinterher zusammengebaut auch einen Sinn haben. Gelenke müssen eingebaut werden, was ich zunächst einfach mit Schrauben machen will, die ich noch habe (3mm, 1 oder 2cm Länge).

Das ist mal wieder ein echtes Hobby, ähnlich wie Zeichnen oder Malen. Und weil das ein Animatronic werden soll, im ersten Schritt nicht mehr, habe ich auch schon nach Motoren und Antrieben geschaut. Da habe ich auch Sachen gefunden, aber ob die dann auch in den 3D-Körper hinein passen, ist noch eine andere Sache.

Liebe Grüße
Moppi

[Rabenauge]

Hehe- interessantes Thema.
Ich hab schon seit Jahren vorm mir mal ne Marionette zu konstruieren und zu bauen.
Hat allerdings immer nur für rein virtuelle Figuren gereicht.

Halt uns auf dem laufenden, bitte.

[Moppi]

Ja, virtuelle Figuren ... Dank 3D-Drucker geht das dann heute auch in Relaität Habe gestern nochmal einen Film angeschaut, um zu sehen, welche Ideen es bei der Umsetzung der Gelenkausschnitte gibt und wo die Drehpunkte sitzen. Wenn man das dann versucht, an einer "virtuellen" Figur umzusetzen, ist das gar nicht so einfach. Muss man sich erst einmal reinfuchsen. Eine Marionette ist ja die Idee, die am Anfang steht. Aber dann denkt man, wenn man dran geht, auch immer gleich ein Stück weiter (bei mir ist das so mit dem "mehr haben wollen"). Das ist auch manchmal frustierend, wenn man Stunden dran sitzt und für etwas vermeintlich Einfaches noch keine zufriedenstellende Lösung hat. Wobei auch die Optik zufriedenstellend sein soll.

Mit den Aktuatoren hatten wir ja schon in einem Video gesehen, wie das funktionieren kann (mit den Bohrmaschinen). Auf dieses Schema mit den Spindelantrieben habe ich es auch abgesehen. Das ist zum Probieren gut geeignet, weil die Vorteile haben, wie Stabilität und Kraft, was für so eine Figur auf zwei Beinen wichtig ist (nicht zuletzt auch, damit sie nicht umkippt). Ein solcher Antrieb pro Glied (also z.B. Unterschenkel, Unterarm) genügt dann.

Bei den Beinen habe ich gerade das Problem, dass ich schon dran denke, wie der Bereich der Kniescheibe funktionieren sollte. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wo man das Lager für den Unterschenkel hinsetzt. Setzt man es innen, klappt das Knie auf, dann muss so was, wie eine Kniescheibe dran. Leider muss im Knie auch ausgeschnitten werden, wie macht man das am elegantesten?

Das ist eine Möglichkeit:

Ich denke, viel ist auch eine rein ästhetische Frage. Wenn man einmal was konstruiert hat und das Projekt ist dann weiter fortgeschritten, soll die Lösung auch dauerhaft gefallen. Aber auch die Mechanik muss da noch hineinpassen.

[Rabenauge]

Der Trick beim Knie ist der Drehpunkt. Der darf nicht mitten im Schenkel liegen, sondern möglichst weit vorn.
Die Kniescheibe kann man fest mit dem Oberschenkel verbinden, und sie ausreichend solide machen, dass sie als Anschlag für den Unterschenkel dienen kann (so dass er minimal nach vorn durchgedrückt ist), so kann das Bein nahezu lastfrei stehen.
Dass man dann hinten natürlich passende Ausschnitte braucht, ist klar- die haben wir auch (da sind bloss Sehnen), kann man aber durch Lamellen oder ähnliches gut kaschieren.
Der vorn liegende Drehpunkt schafft gleichzeitig hinten am Unterschenkel nen Hebelpunkt für den Antrieb.

Ich hab mich damals beim Riggen der Figuren auch weitgehend an den Gegebenheiten des menschlichen Skeletts orientiert gehabt. Wenn man dann auch noch die möglichen Winkel alle annähernd genauso justiert (in denen sich die Glieder bewegen können, wie bei uns auch) ergibt das schon fast automatisch realistische Bewegungsabläufe...weils einfach gar nicht anders geht.
Unterarme waren etwas tricky: (beim Mensch wird die Drehung des Handgelenks mit zwei Knochen (Elle&Speiche) gemacht, das kann man virtuell auch so ähnlich handhaben.
Schultern kann man gut mit nem "dritten Armglied" (quasi das Schulterblatt) simulieren.

Aber nee- so ein Modell könnte man nicht drucken, da solche animierten 3D-Modelle aus nem massiven Körper bestehen. Der wird nur anhand eines rein virtuellen Skeletts verformt- das klappt im 3D-Druck nich.
Hier muss man schon jedes Teil, was sich später auch bewegen können soll, einzeln als festen Körper konstruieren.

Was hilfreich ist: such dir jemanden, der mal Modell spielt. Dem klebst du gut sichtbare Punkte (Papier oder was) dorthin, wo die Drehpunkte der Gelenke vermutest.
Indem er sich dann bewegt, kriegst du raus, wo die Drehpunkte _wirklich_ liegen.

Oder, wenn du dich mit Blender (oder nem anderen Programm, was ähnliche Fähigkeiten hat) auskennst: schnapp dir irgendein 3D-Modell, was ungefähr zu deinem Vorhaben passt, und rigge es mal.
Du merkst ganz schnell, welche Anordnungen du brauchst, damit es funktioniert und gut aussieht.
Da man die Bones einzeln setzt, kann man da wunderschön rumprobieren. Am besten IK-Ketten dazu (du kannst dann die Hand virtuell umherziehen, und siehst, ob der Arm/Schulter/Rücken-Bereich richtig mitarbeitet, das muss alleine passieren).
Dieses virtuelle Skelett kannst du dann als Konstruktionsskizze benutzen, um das rum du deine Teile zeichnest.
Genauso würde _ich_ vorgehen.

[Moppi]

Die Drehpunkte finde ich raus. Da schaue ich bei mir selber und in Videos. Es ist nur schade, dass man Material hergeben muss, wenn man die Figur beweglich gestaltet. Ich habe den Nachmittag nochmal an den Proportionen gebastelt und habe schon einige Oberflächenfehler behoben. Ein paar sind aber noch drin.

Mache gerade nochmal einen Probedruck, um zu sehen, ob die Größenverhältnisse dann so bleiben können. Zerlegt habe ich den Körper schon bis zur Hüfte. Wenn man so spontan drüber nachdenkt, scheint es zunächst recht einfach. Aber dann ...
Ich denke, ich habe meinen Weg/Technik für die Gelenke erst einmal gedanklich gefestigt, wie ich vorgehe, überall die Drehpunkte festzulegen und die Aussparungen im Körper vorzunehmen.

Werde mich jetzt erst einmal da durch arbeiten.

[Crazy Harry]

Ich weiß jetzt nicht genau ob ich dein Anliegen richtig verstanden habe, aber kennst du das : https://inmoov.fr/build-yours/

[Rabenauge]

Du kannst durchaus Gelenke bauen, die "fast" massiv sind.
Einfach, indem du dickere "Lamellen" benutzt, zum Beispiel.
Auch Kugeln wären möglich, da muss man dann entscheiden, was für den jeweiligen Zweck besser geeignet ist.
Kennst du "Robotica"?
Ist ne druckbare Puppe, voll beweglich (die Finger nicht),auf Thingiverse zu finden. Die hat keine Spalten in den Knien...aber das Konzept lässt sich, motorisiert, so auch nich verwenden.
Ich hab mir davon mal eine gedruckt, die Gelenke funktionieren ziemlich gut (bis auf den Hintern, der ist...sagen wir mal suboptimal gelöst, geht aber auch).

Oder du schaust dir mal an, wie das bei den ganzen Action-Figuren gemacht ist.

[oberallgeier]

... aber kennst du das : https://inmoov.fr/build-yours/

Das ist ja eine verbreitete Realisierung. Ich hatte die schnurähnlichen "Sehnen" durch Kabelzüge ersetzt: das KANN einen der beiden Züge einsparen (Kabel/Seele ist für ne Fahrrad-Nabenschaltung, Hülle sind enge Laborschläuche). Wobei ich mich aber auch weitgehend an die Realisierung des Originals angepasst hatte. Bei dem waren - wie bei mir - die Antriebe ("Muskeln") in den Oberarmen eingebaut und der Kraftfluss musste "irgendwie" um die Handgelenke geleitet werden. Anm: bei meinen eigenen Armen sind die Muskeln im Unterarm, die Sehnen IN DER Handwurzel, beim Archie liegen die "Sehnen" originalnahe "offen" . . .

.. Robotica"? .. Die hat keine Spalten in den Knien ..

Das ist bei meinen eigenen Knien auch der Fall - gilt hier aber als (altersgemäßer) Krankheitsfall . . .

Die Frage ist halt immer wie siehts dann real aus.

Die Natur baut da aber doch viel eleganter, problemgerechter UND langlebiger

[Moppi]

@Crazy Harry
Kenne ich. Ich habe hier im Forum in den letzten Jahren schon mal drauf hin gewiesen. Ich habe mir das zuvor nochmals angeschaut und bin an der (Un)Ordnung des Projektes gestrauchelt. Ich habe dann weiter geschaut, wie die Vorgehensweise bei Inmoov so ist und gesehen, dass auch die eingesetzte Technik, vor allem Software, nicht so meine Sache ist. Da ich in der Vergangenheit viel Software gebaut habe, ich hatte auch Erfahrungen mit einem Hexapod, wegen der Bewegungsablaufsteuerung und habe auch das Programm (und also auch das Konzept dazu). Ich wollte den gesamten Körper nicht neu erfinden müssen. Drum wäre ich auch auf Inmoov gegangen.

--

Beim Stöbern im Netz habe ich verschiedene Puppen gefunden, in verschiedenen Größen. Auch habe ich mir Videos von Herstellern angeschaut, die auch automatisierte Puppen bauen. Habe das dann alles nochmal überdacht, mein CAD-Programm gestartet und dann doch den Draht gefunden, das selber zu machen. Wobei es mir in erster Linie um den Weg geht. Wie weit ich kommen werde, ist nebensächlich. Zumindest den beweglichen Körper werde ich hinbekommen, dann ist die erste Etappe geschafft und auch das Projekt zunächst vollständig. Falls es mir zusagt, sollen Aktuatoren eingebaut werden. Dann könnte ich zumindest schonmal Posen speichern und immer wieder auf Knopfdruck abrufen.
Am Ende hängt der motorische Aufbau viel an der Konstruktion, dem Platzangebot und den Möglichkeiten des Skeletts. Deswegen mache ich komplett mein eigenes Ding. Inmoov hätte ich ändern oder anpassen müssen / wollen.

Habe jetzt angefangen ein Skelett zu bauen. An dem könnte ich später Aktuatoren befestigen. Somit hat sich mein Vorgehen jetzt wieder geändert. Anstatt den gesamten Körper mit Gelenken zu versehen, baue ich den Körper als Hülle drum rum.

Mal sehen ..

[Rabenauge]

Ich meinte sowas in der Art...ist nur schnell skizziert, und müsste dann entsprechend abgeändert werden, aber das ergibt ein Gelenk, was keine "sichtbaren" Aussparungen hat.

Mit nem 3D-Drucker problemlos baubar.