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Thema: Hexapod mit 3 Servos und PICAXE

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Elu
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    Hexapod mit 3 Servos und PICAXE

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    Hallo,
    ich habe schon einige Fahr-Roboter gebaut, aber mich nie an einen Lauf-Roboter gewagt. Was hier im Forum und anderswo zu sehen ist, sind teilweise aufwändige, aber auch sehr interessante Konstruktionen. Dafür muss man schon über eine entsprechende Werkzeugausrüstung oder gute Beziehungen dazu verfügen.

    So war ich überrascht, als ich im Web diesen Link fand:
    www.letsmakerobots.com/node/4947

    Ich besorgte mir über www.amazon.de das Buch "Build your own walking robot".
    Diese Buch beschreibt ausführlich den Bau des im o.g. Link gezeigten Laufroboters. Es kommt aus den USA in englischer Sprache. Wenn man über einige Kenntnisse in Mechanik und Elektronik verfügt, kann man mit Schulenglisch und einem Wörterbuch die Sache bewerkstelligen.
    Die Konstruktionsmaße der Einzelteile sind jedoch in Zoll (1 Zoll = 25,4 mm) angegeben und können mit Hilfe eines Taschenrechners umgerechnet werden.
    Die Alu-Profile (Flach, Winkel, Vierkantrohr) bekommt man im Baumarkt. Dazu Schrauben M3 und M4 sowie Muttern, Stoppmuttern und Sicherungsscheiben .

    Drei Servos RS 2 hatte ich noch in der Bastelkiste. Als Mikrocontroller habe eine PICAXE 8M eingesetzt und dazu auf einer Streifenrasterplatine ein Board aufgebaut.

    Auf dem Chassis habe ich vorne einen US-Sensor aufgebaut, aber noch nicht angeschlossen. Programmiert habe ich gegenwärtig nur den Vorwärts-Lauf. Mit dem Sensor soll das Gerät dann Hindernissen ausweichen können. Ob die PICAXE 8M für die Erweiterung ausreicht, habe ich noch nicht geprüft. Ich werde dann gegebenfalls die PICAXE 18X einsetzen.
    Das Gerät hat Grundabmessungen von ca. 200 x 200 mm bei einer Höhe von 100 mm. Das Gewicht mit 4 AA-Akkus liegt bei 600 Gramm.

    Das Ergebnis meines Tuns seht Ihr auf diesen Fotos. (In dem oben angeführten Link ist auch ein Video zu sehen.)
    Viel Spaß beim Nachbau.

    Gruß Elu
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    Meine Basteleien unter: www.elu-report.de

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hi,
    Ich finde diesen Roboter genial, vor allem deshalb weil er mechanisch so einfach aufgebaut ist und trotzdem viele Bewegungen durchführen kann. Bei einer größeren Ausführung wird man bei der Verbindung der mittleren Beine ein Lager einbauen müssen damit die Servoachse nicht durch die Vorwärtsbewegung verbogen wird, wer es ein bisschen eleganter haben will kann mit 2 weiteren Servos die hinteren Beine auch einzeln ansteuern, und man hat immer noch viel weniger Servos als ein normaler Hexapod.
    Und weniger Servos bedeuten auch weniger Ärger, weniger Stromverbrauch, längeren Betrieb

    Frag mich sowieso warum bei den normalen Hexas noch niemand auf die Idee gekommen ist das Eigengewicht mechanisch auszugleichen so dass die Servos im Normalzustand das Gewicht des Bots nicht tragen müssen....??

    Mir gefällt hier als Techniker die simple Umsetzung! Denn komplizierte Konstruktionen sind ganz nett, oberstes Ziel soll aber immer sein es so einfach wie möglich zu halten.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von pinsel120866
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    Frag mich sowieso warum bei den normalen Hexas noch niemand auf die Idee gekommen ist das Eigengewicht mechanisch auszugleichen so dass die Servos im Normalzustand das Gewicht des Bots nicht tragen müssen....??
    Wie muss ich dir widersprechen, und ich bin sicher nicht der einzige...
    Guckst du hier: http://www.roboternetz.de/phpBB2/zei...011&highlight=

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    nicht ganz, deine Beine heben immer noch das ganze Gewicht des Bots an, auch wenn dann in Ruhestellung die Beine fast senkrecht sind und damit den Großteil des Gewichtes übernehmen und die Servos entlasten.
    Aber man könnte mit einer Feder die Beine vorspannen, dann arbeiten die Servos bei Bewegungen gegen die Feder, werden andererseits aber unterstützt wenn sie das Gewicht tragen müssen. Die Abstimmung wäre eine große Spielerei um die optimale Vorspannung für einen minimalen Stromverbrauch zu erreichen.
    Das könnte man auch für alle anderen Hexas mit mehreren Gelenken umsetzen, habe ich bisher noch nicht entdeckt.

    Bei dem hier vorstellten Bot geht das nicht, da kann man aber dem 3. Servo etwas Spiel geben so dass auch bei unebenen Boden im Ruhezustand keine Belastung auf die Servos kommt.

    Mich würde das ganze über eine kleine Hydraulik reizen, leider sind meine Bot Pläne mangels Geld auf Eis gelegt

  5. #5
    Moderator Robotik Visionär Avatar von radbruch
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    Hallo

    Aber man könnte mit einer Feder die Beine vorspannen, dann arbeiten die Servos bei Bewegungen gegen die Feder, werden andererseits aber unterstützt wenn sie das Gewicht tragen müssen ....

    ... Das könnte man auch für alle anderen Hexas mit mehreren Gelenken umsetzen, habe ich bisher noch nicht entdeckt.
    Das liegt vor allem daran dass diese Idee hier meist niederdisskutiert wird weil sich das scheinbar niemand vorstellen kann. Ich denke auch das Federn die Servos entlasten werden, habe allerdings auch noch keinen Hexa gebaut. Das Prinzip scheint mir wie beim Seilaufzug: Das Gegengewicht wiegt soviel wie die Kabine+Nennlast/2 So muss der Antrieb, abhängig von der Kabinenzuladung, maximal die halbe Nennlast ziehen.

    Gruß

    mic

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  6. #6
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    Hier sind halt mehr Elektroniker unterwegs, da stoßen ungewöhnliche mechanische Lösungen oft auf Unverständnis. Liegt vielleicht daran dass hier kein Softwareupdate für Problemlösungen möglich ist

    Ich kenne solche Diskussionen aus der Praxis, wurde mal gefragt warum ich so dagegen bin ein Bauteil kurzfristig zu ändern damit sich die Leute von der Steuerung ein Softwareupdate ersparen. Auf meine Antwort, dazu brauche ich eine Konstruktionsänderung, neue Festigkeitsberechnungen, neue Gußformen, dauert ca 3 Monate, wurde dann festgestellt dass es doch einfacher wäre wenn ein paar Leute die Steuerungssoftware ändern um ein anderes Druckventil ansteuern zu können...

    Gegengewichte sind kaum möglich, aber mit Federn kann man sicher einiges ausgleichen.
    Ansonsten wäre eine Hydraulik oder Pneumatik interessant, wenn die Ventile zu sind bleibt eine Position ohne weitere Kraftanwendung erhalten.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Elu
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    Hallo,
    bei dem von mir in diesem Thread vorgestellten Hexapod mit 3 Servos hatte ich bei der ersten Ansicht der Konstruktion auch Bedenken hinsichtlich der mechanischen Belastung der Servos. Nach der Fertigstellung und Inbetriebnahme des Gerätes möchte ich folgende Feststellungen treffen:

    1. Das Gerät wiegt nur 600 Gramm
    2. Die Drehachsen des rechten und linken Servos werden fast nur auf Zug
    belastet. Bei dem geringen Eigengewicht des Geräte dürfte diese Belastung
    für diese Servos kein Problem sein.
    3.Der Hebel des mittleren Servos liegt so nahe an der Lagerung der Drehachse des Servos, so dass das Biegemoment auf die Drehachse unerheblich ist.

    Um die Belastung der Servos weiter einzuschränken, habe ich den Hub des mittleren Servo weitaus geringer gehalten, als das auf dem Video gezeigt wird. Dadurch werden die Vorderbeine nur wenige Millimeter über die Lauffläche gehoben. Die Belastung auf die Servos beim Absenken der Beine wird dadurch auf ein Minimum reduziert.

    Wie lange das Innenleben der 5-EURO-Servos durchhalten wird, steht auf einem anderen Blatt.

    Gruß Elu
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  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von vohopri
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    Hallo Eberhard,

    eine schöne Arbeit hast du hier vorgestellt. Das Video von deinem Vorbild ist ja ganz nett, aber ich würde auch gerne dein Werk in Aktion sehen. Auch wäre ich an den Details der Mechanik interessiert - egal, ob durch Zeichnungen oder Fotos dargestellt.

    grüsse,
    Hannes

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Elu
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    Hallo Hannes,

    ein Video von meinem "Werk" ist in Vorbereitung. Bei Videos mit meiner Digitalkamera habe ich keine guten Ergebnisse erzielt. Ich denke,dass mir jemand aus dem Freundeskreis ein Video mit dem Camcorder herstellt.

    Was Dein Wunsch nach Zeichnungen oder Fotos von der Mechanik betrifft, so wäre es ja am Einfachsten, diese aus dem Buch "Build your own walking Robot" zu kopieren und hier einzustellen. Aber das wird urheberrechlich nicht gehen.

    In dem Buch (englisch), das man über Amazon beziehen kann, ist ja alles ausführlich beschrieben. Dazu die Konstruktion von Zusätzen wie Fernsteuerung, Zangengreifer einschl. PIC-Programmierung .
    Wer sich ernsthaft damit beschäftigen möchte, dem empfehle ich das Buch. Es hat einen Umfang von 270 Seiten.

    Trotzdem werde ich den STOMPER nochmals demontieren, um die einzelnen Baugruppen zu fotografieren und dann hier oder in meiner HP einzustellen.

    Gruß Elu
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  10. #10
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Elu
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    Hallo Hannes,

    ,
    Das Video von deinem Vorbild ist ja ganz nett, aber ich würde auch gerne dein Werk in Aktion sehen.
    Das "Werk" kannst Du jetzt unter www.myvideo.de/watch/6447275 sehen.

    Inzwischen habe ich den STOMPER nochmals geändert und einen "Kopf" mit einem IR-Sensor, bestehend aus je 2x IS471 und LD274, zugefügt. Die Reichweite ist aber sehr bescheiden, so dass ich hier noch was ändern möchte.
    Die Steuerung hat ein PICAXE 8M übernommen, den ich speichermäßig voll ausgereizt habe. Wegen der einfachen Programmierung beschäftige ich mich bezüglich Controller nur mit der PICAXE.
    Ich habe schon verschiedene Vorschläge bekommen, den STOMPER bezüglich "Action" (Geschwindigkeitsänderung in besonderen Situationen, Ausstoßen von tierähnlichen Lauten bei Hindernissen u.a) "aufzurüsten".
    Da muss dann aber ein größerer Controller her.

    Der Grundaufbau mit seiner relativ einfachen Mechanik bietet sich für solche Experimente an.

    Unten nochmal ein Foto von der gegenwärtigen Ausführung.

    Gruß Elu
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken dsci0041.jpg  
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