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Thema: Kraftsensor für Laufroboter aus Tastatur

  1. #1
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    Kraftsensor für Laufroboter aus Tastatur

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    Hi,

    ich bin gerade am Bau eines 6-Beinigen Laufroboters und Suche noch eine passende Möglichkeit die Kraftverteilung der Beine zum Untergrund zu messen.
    Da ist mir die Idee gekommen einen Trackpoint von einer Notebook Tastatur zu benutzten. Diese Dinger heißen auch Trackstick, Pointing Stick oder Accu Point, je nach Hersteller. Im Forum habe ich leider nichts darüber gefunden.

    Solch ein Sensor bietet eine zweidimensionale Krafterfassung und sollte nicht allzu teuer sein. Wird ja millionenfach produziert. Mein Roboter soll relativ klein werden, also sollte die erfassbare Kraft schätzungsweise ausreichen.
    Aber wo bekomme ich einen solchen Sensor her? Ich hab mal einen aus einer alten Tastatur ausgebaut und anhand er Nummern versucht Datenblätter zu finden.





    Nummern gibt’s genügend, aber Informationen darüber hab ich keine gefunden. Ich hätte gern nur das runde Teil in der Mitte und würde dann eine eigene Elektronik dazu bauen.

    Was meint ihr dazu? Hat schon jemand mal solch einen Sensor benutzt?

    Viele Grüße,
    Morphois

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Wie du schon richtig schreibst, Messen die soweit ich weiß nur in 2 Richtungen, d.h. die wahrscheinlich viel interessantere Z-Achse nicht.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Klingon77
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    hi,

    das Thema interessiert mich auch.

    Welche Alternativen hätten wir denn den Kraftaufwand in der Z-Richtung zu messen?

    Was mir bis dato dazu einfiel war:
    * die Stromüberwachung des Antriebsmotors.
    * Die Möglichkeit mithilfe einer geeigneten Formgebung einen Dehnungsstreifen einzubauen.


    Der Dehnungsstreifen ist recht teuer und auch in der Anwendung nicht so einfach; habe ich mir sagen lassen.


    Gut wäre ein kardanisch aufgehänter Fuß mit einer kleinen runden Fläche welche man mit unterschiedlichen Materialen (je nach Untergrund von Moosgummi bis Spikes) belegen könnte.
    Wenn man in diesen Fuß noch einen einfach zu handhabenden Kraftsensor einbauen könnte welcher über einen AD-Wandler ausgelesen werden kann, wäre das optimal.


    Wäre ein Piezo-Kristall eine Möglichkeit?
    Da kenne ich mich absolut nicht aus.

    Federweg und (Schiebe-)Poti ist mech. sehr aufwändig.
    Ein einfacher Drucksensor (Ein/Aus) ist nicht ergiebig genug.

    Könnte ein Drucksensor (Taster) in Kombination mit dem Motorstrom eine Alternative sein?
    Man hätte die zweifache Sicherheit.


    liebe Grüße,

    Klingon77
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  4. #4
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    Hallo,
    Ja da bin ich auch schon eine ganze Weile am experimentieren und bin an folgender Lösung hängen geblieben:
    Der Fuß ist beweglich gelagert und über eine Drehstabfederung mit dem
    Bein verbunden. Auf dem Drehstab ist eine Spule angebracht, deren
    Luftspalt sich durch die Drehung der Stabfeder verändert.
    Diese Spule bildet den Teil eines Schwingkreises dessen Frequenz
    dann proportional zur Auflagekraft ist. Das ist zwar nicht Linear aber
    mann kann es ja dann im Prozessor gradebiegen.

    Ich denke, wenn man es etwas einfacher haben will, kann man anstelle
    der Schwingkreismimik auch ein Poti verwenden. Die Genauigkeit ist dann
    halt nicht so gut.

    Von der Geschichte mit den Motorströmen bin ich recht schnell abgekommen, da mein Antrieb über Schneckengetriebe erfolgt und das
    Bein bei Nichtbewegung stromlos ist. Auch funktioniert die Messung bei der
    Aufwärts-Bewegung so nicht. Piezos - das gleiche Problem da eine
    Spannung nur bei der Belastungsänderung erzeugt wird. Nicht bei
    statischer Belastung.

    Das mit den Dehnungsmeßstrewifen würde funktionieren. Ist mir
    aber zu teuer gewesen und um den Drehstab oder ein anderes verformbares
    Teil kommt man auch nciht rum.
    Das vieleicht mal so als Anregung
    Gruß,
    Andreas

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    Hi zusammen,

    würde sich ein verformbarer Gummiball mit Luftdruckmessung dafür eignen. Der Ball würde beim aufkommen auf dem Boden den Druck gleichmässig verteilen, über einen Schwellenwert würde man festlegen wann der Fuß sicher aufgesetz hat.

    mfg
    "Es ist schwierig, jemanden dazu zu bringen, etwas zu verstehen, wenn er sein Gehalt dafür bekommt, dass er es nicht versteht" [Upton Sinclair] gez-boykott

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Klingon77
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    hi root,

    hört sich schon mal gut an.
    An eine solche Lösung habe ich überhaupt noch nicht gedacht; bin ja auch Mechanikus und kein Elektronikus

    Gibt es ein paar Fotos zu Deiner Lösung?

    liebe Grüße,

    Klingon77
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  7. #7
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    Hallo, Klingon77
    Nee Photos hab ich noch keine gemacht, Leider gehts auch grad nicht,
    da ich am Firmenrechner sitze. Muß nebenher meine Brötchen verdienen ((
    Wenn es ein paar Tage Zeit hat, werde
    ich welche machen. Übrigens... der Beitrag vorher mit der Druckmessung
    würde wohl auch funktionieren.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    hi,

    mal ne Frage: Wozu ist den dieser Nuppsie am Laptop denn da? Ist das ein Steuerelement als Mause/Touchpad -Ersatz? Sorry, ich kenn das nicht so

    Aber wie auch immer, für mich sieht es aus wie eine Art Analogstick/Steuerkreuz wie an nem Spielepad oder so....kann es sein das dieses keine Karft misst, sondern nur eine Bewegung innerhalb gewissener Grenzen ( innen = Null ; nach außen ansteigend höher + Richtung)
    Dann wäre es nämlich nicht mehr als eine Art Poti ??


    mfg
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  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Das siehst du richtig, es ist quasi ein Analogstick der den Cursor steuert.
    Aber das ist auch (wie ein Poti mit Federweg) ein Kraftsensor, du wirkst ja mit einer bestimmten seitlichen Kraft auf den Stick.
    Nam et ipsa scientia potestas est..

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    hi,

    ja das stimmt so schon mit dem Kraftaufwand zum bewegen, aber die Karft wird dabei dann doch garnicht gemessen sondern nur die Bewegung an eine bestimmte Position aus der Mitte heraus ---> variabler Spannungsteiler,in vier/acht Richtungen.
    Sicherlich kann man auch aus der nötigen kraft zum bewegen des Pads etwas errechnen, aber ich vermute diese benötigte Kraft ist einfach zu gering um damit etwas anfangen zu können. Was man tun könnte ist also zusätzlich diesen Bewegungswidestand zu erhöhen, und ihn somit an das Gewicht des Bots anzupassen. Dazu eignen sich dann wiederum ganz gut entsprechend starke Zugfedern. Natürlich muß der Stick so ausgerichtet werden das er diese Z-Richtung auch ausgeben kann, also entscheidet man sich für die X oder Y-Richtung und gibt alle anderen Richtungen auf, plus oder minus spiel hier dann keine Rolle, muß nur im Programm berücksichtigt werden.


    mfg
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