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Thema: Raumpfleger (Selbstfahrender Staubsauger fertig)

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Raumpfleger (Selbstfahrender Staubsauger fertig)

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    Hallo!

    Bevor ich mit dem Bau anfange, möchte ich über das Problem hier diskutieren. Ich habe vor einenen Roboter zu bauen, der den Boden (überwiegend ein Teppichboden) in meiner Wohnung sauber hält. Das kann ich zwar mit meinem Staubsauger (1000 W) machen, glaube aber, dass es auch energieeffizienter, leiser und ohne Möbelverschiebung gehen müsste.

    Der Roboter sollte möglichst klein und leise sein damit er unter und zwischen in dem Raum stehenden Möbel auch in der Nacht fahren kann. Ich habe ein Kettenantrieb gewählt, weil ich glaube, dass er am einfachsten eine Umkehrung mit verschiebung ohne H-Brücken ermöglichst. Für die Steuerung wird selbstverständlich ein µC (PIC) mit nötigen für Erkennung der Hindernise Sensoren genommen. Fürs Antrieb habe ich zwei Getriebemotoren (Best.Nr. 310 334, 7,95 €) vom Pollin vorgesehen. Bisher habe ich schon etwas bei Edeka gekauft (siehe Foto).

    Ich brauche keine technische Hilfe, sondern eine Bestätigung , dass meine Idee sinvoll ist. Deswegen bedanke ich mich im voraus für Eure hilfreiche Beiträge.

    MfG
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  2. #2
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    Tolle Idee ist af jeden Fall sinnvoll (Baust du Sauger selber oder Kaufst du einen? denn ich bezweifle das man so kleine kaufen kann)
    lg smusmt

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo smusmut!

    Vielen Dank für positive Beurteilung meiner Idee, die du aber wahrscheinlich nicht ganz verstanden hast. Es wird kein Sauger gebraucht, weil die Fusel-Killer Rollen sehr klebrig sind und der Staub klebt sich darauf. Ich möchte den Dreck beim Fahren des Roboters nur "sammeln". Wenn die Rolle nichts mehr aufnehmen würde, muss ich einfach ein Stück abgereisen und es wird weiter gefahren. Wenn die ganze Rolle verbraucht wird, würde sie einfach auf neue gewechselt. Zwei Rollen kosten 1,29 €, ich finde es aber noch annehmbar und billiger als eine Putzfrau...

    Die Rolle enthält ca. 1,5 m vom klebrigem Papier das ca. 10 cm breit ist. Für Erkennung, dass die Oberfläche der Rolle nicht mehr aufnahmefähig ist, werde ich einen optischen Sensor basteln müssen, damit der Roboter dann stehen bleibt.

    Den ersten Versuch habe ich durch umkleben des Antriebsrads von chaotisch fahrendem Artan mit doppelseitigem Klebeband gemacht (siehe Foto). Der Raumpfleger sollte nur geziehlt fahren und die Fusel-Killer Rolle ist breiter. Die Rolle muss wahrscheinlich bei Richtungwechsel angechoben werden, damit sie nicht bremst. Zum Glück haben die µCs einen Flash-Programmspeicher, sonst wäre das Durchprobieren von Umfahrmanöver der Hindernisse, was bei diesem Projekt am schwerigsten ist, kaum möglich...

    Fürs Erkennen, dass der Roboter ein Hindernis schon umgefahren hat, möchte ich im Code skizzierte einfache Sensoren ausprobieren. Um geradeaus Fahren zu sichern werden an beiden Motorachsen Drehenkoder montiert.

    Code:
                                            oX
            o1             o2               |
            |              |                |
         8o-+ .----------. +-o3      --     | Draht
            | |||||||||||| |        |  |    |
            | '----------' |        |  |-   |
            |--------------|        |  | |(-o
            |              |        |  |-   |
            |              |        |  |    o
            |              |         --     |
            |              |      Schalter  C
            |              |                C Feder
            |--------------|                C
            | .----------. |                |
            | |||||||||||| |                X
         7o-+ '----------' +-o4
            |              |
            o6             o5
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken raumpfleger_2.jpg  

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich brauche keine technische Hilfe, sondern eine Bestätigung , dass meine Idee sinvoll ist. Deswegen bedanke ich mich im voraus für Eure hilfreiche Beiträge.
    Ob die Idee mit den Fusselrollern (Flusen Killen) gut ist kannst du sicherlich am besten selber beurteilen. Bei mir - Haushalt mit 2 kleinen Kindern" müsste ich nebenher laufen und nach jedem Meter ein Stück von der Rolle abreissen

    Der Kettenantrieb auf dem Foto sieht interessant aus, aber irgendwie nicht nach Edeka Gibt es den so zu kaufen oder hast du den selber gemacht?

    Naheliegender als ein Kettenantrieb scheint es mir eigentlich den Roboter direkt auf der Kleberolle fahren zu lassen. Gripp sollte er damiit auf jeden Fall genug haben. ausser die Rolle ist voll, aber dann wärs ja sogar sinnvoll, wenn er nicht mehr weiterfährt
    Ob man die Fuselrolle direkt als Antriebsrolle verwenden kann, hängt natürlich davon ab, ob man den Roboter dann noch über ein 3. Rad gelenkt bekommt und ob sich dadurch der austausch der leeren Fuselrolle nicht zu sehr verkompliziert.

    Das gezielte Abfahren des zu reinigenden Bereiches stelle ich mir sehr kompliziert vor. Da experimentieren ja sehr viele Bastler dran rum. Bei den meisten Beiträgen die ich dazu gelesen habe, ging es aber noch um die Planung. Von jemandem der das erfolgreich hinbekommen hat, habe ich bisher noch nicht gelesen.
    Die "professionellen", bzw. käuflichen Reinigungs- und Rasenmähroboter über die ich bisher gelesen habe fahren alle nach dem Chaosprinzip.

    Deine Idee an sich finde ich auf jeden Fall gut.
    Einen kleinen Roboter zu bauen der sich im ganzen Raum bewegt ohne hängenzubleiben ist ja schon ein interessanter Zeitvertreib.
    Wenn der sich dann ach noch gezielt und nicht zufällig bewegen soll ist das ein interessantes und in meinen Augen anspruchsvolle Projekt.
    Dass das Ganze dann letztendlich auch noch einen sinnvollen einsatz findet indem es den boden säubert ist dann noch das tüpfelchen auf dem I.

  5. #5
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    Hallo PICture,

    interessante Idee, auch vom Konzept her glaube ich vernünftig - was Grösse und Höhe angeht.
    Mit dem Fusel-Klebeband hab ich Zweifel, ob das praktikabel ist, hängt wohl aber auch vom Teppich und der Art der Verschmutzung ab.

    Ich hab mich vor knapp 2 Jahren auch mit dem Thema beschäftigt, hab ihn aber für Parkett / Fliesen ausgelegt. War dann vom Antrieb her wohl einfacher. Das Gerätchen ist dadurch extrem klein, leicht und leise geworden, dominierend ist das Geräusch des Saugmotors ( ein besserer PC-Lüfter von Pabst ), wenn man da überhaupt von "dominierend" oder Lärm sprechen kann. Im Vergleich zu unserem Handstaubsauger und einem gekauften Saugroboter (I-Robot) ist
    das Gerät extrem tierfreundlich (Katze(n)), es wird beinahe als Spielpartner aufgenommen.

    Mit den Encoderen an den Rädern und Nutzung des Flash zur Orientierung
    hab ich auch meine Zweifel - der Speicher ist viel zu klein (8k - 32k ?), um die Gegend vernünftig festzuhalten. Aber vielleicht kannst Du den ja aufrüsten.
    Mein Sauger (Robertina) fährt nach dem Zufallsprinzip und hat in ca 1 h die Fläche von ca 60 mxm , verteilt auf mehrere Räume - komplett abgesaugt (er macht halt manches mehrfach, lässt aber wenig aus). Durch die runde Bauform ist ein Festfahren beinahe ausgeschlossen (an einem Schrank verklemmt er sich manchmal oben, aber da hatte auch I-Robot seine Probleme).

    Mit der Saugleistung muss man halt Kompromisse machen, wenn man mit
    bei Robertina 4W (elektrisch) gegen 1600W ankämpft Im Vergleich zu dem I-Robot, der halt viel mit seinen (verschutzenden) Bürsten und nur wenig mit seinen Saugmotörchen macht, war das Ergebnis - zumindest was leichtere Partikel (Staub, Haare , Wollmäuse) angeht nicht schlecht, und das ohne Vorbereitung der Wohnung (Vorhänge hochheben, Hindernisse, auf denen er sich festfährt, wegräumen, Stühle und Blumenständer etc, die er aufgrund seines Durchmessers nicht durchfahren kann - entfernen.)

    hier ein Link zu Robertina:

    http://www.roboternetz.de/phpBB2/vie...=435452#435452

    Gruss mausi_mick

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo mausi_mick!

    Vielen Dank für deinen Beitrag und Link. Die Robertina ist für mich leider zu hoch (unter meinen Möbel ist max. 5 cm frei), sonst würde ich sie nachbauen. Es ist aber gut zu wissen, dass jemand schon etwas änliches erfolgreich gebaut hat.

    Wie auch immer versuche ich etwas neues zu probieren, ohne zu wissen ob und was es am Ende wird. Das wichtigste für mich ist momentan der universelle Fahrgestell, mit dem ich ohne Änderungen verschiedene Säuberungsmethoden ausprobieren kann. Solange ich nicht selber bis zum negativen Ergebnis prüfe, glaube ich, dass es funktionieren wird.

    Wenn es mit den Fusel-Killer Rollen nicht zufriedenstellend funktioniert, möchte ich als nächste zwei in Gegenrichtung rotierende runde Bürsten probieren, die zum Saubermachen von Flaschen benutzt werden. Zum sammeln von kleinen Metallgegenständen (z.B. Schraubchen), mit denen auch Staubsauger Probleme hat, möchte ich starken permanenten Magnet vor der Rolle verwenden. Fielleicht fällt mir in der Zwischenzeit noch etwas ein. In jedem fall werde ich es ohne Staubsauger versuchen, weil ich einen Staubsauger schon habe...

    Ich möchte das der Roboter nicht zufällig sondern effektiv die Fläche bearbeitet, um sicher zu sein das die ganze Fläche gleich behandelt wird. Deswegen möchte ich den µC maximal ausnutzen und alle Hindernisse nach Programm umfahren.

    Zum Erkennen von geradeaus Fahren und einer Drehung des Roboters um genau 90° würde ich zuerst die vorhandene optische Maus ohne Gehäuse ausnutzen, die ca. 4 mm über dem Boden befestigt wird. Erst wenn das nicht gut funktioniert, werden die Drehencoder eingebaut.

    Einen zufällig fahrenden Roboter (Artan), der durch (fast) keine Hindernisse gestoppt wird, habe ich ohne Elektronik gebaut und als Kunsttier bewegt er sich in meiner Wohnung schon mehrere Tage. (Siehe: http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=49233).

    Der Raumpfleger ist sicher keine leichte Aufgabe, ich glaube aber, dass ich es noch schaffen sollte. Ich werde natürlich über Ergebnisse laufend berichten, damit keiner mehr meine Fehler macht.

    MfG

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo recycle!

    Sorry, dass ich dir erst jetzt beantworte, aber ich hatte deinen sehr hilfreichen Beitrag leider übersehen. Ich habe den Kettenantrieb wirklich bei Edeka zu 15 € gekauft. Er war an einem Bagger, den ich schon entfernt habe, deswegen ist er auf dem Foto nicht mehr drauf. Wenn ich etwas bestimmtes Suche, sehe ich den Rest nicht...

    Ich habe befrüchtet, dass die sehr klebrige Rolle keine effektive Lenkung zulässt und habe ich vorerst ihre Anhebung bei Manöver vorgesehen. Schon bei dem Bau von meinen ersten Roboter (BEAM-er) habe ich bemerkt, dass ein Rad Probleme hat durch ein auf dem Weg schräg liegendes Kabel zu fahren und habe deswegen Ketten gewäht. Bei der Bewegung des Roboters gibt es für mich nur zwei Zustände: geradeaus fahren bzw. sich um eigener Mittelpunkt um x-mal 90° drehen, was die Steuerung angeblich vereinfacht. Ich bin eher Praktiker und mir ist lieber testen, als überlegen...

    Das gezielte Umfahren der ganzer Wohnung, ohne hängen zu bleiben ist für mich wirklich momentan unvorstellbar, bin aber immer ein Optimist, der bereit ist, beim Testen festgestellte und unvermeindbare Nachteile in Kauf zu nehmen.

    Ohne zu probieren, weiß man nie ob es geht...

    MfG

  8. #8
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    hi,

    auch bei langsamen Antrieben kann man PWM verwenden, und wenn die Motoren geschwindigkeitsmässig nur an oder aus sind, kann man auf die H-Brücken auch verzichten und die Fahrtruichtung der Motoren mit Relais umschalten.
    Falls doch mit H-Brücke, würde ich anstelle von Darlingtons eher MosFets verwenden, bei dennen sind die Dioden bereits integriert.

    Gruss mausi_mick

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hi,

    Danke für die Idee, das mit Relais gefällt mir schon am besten. Aber um sehr genau geradeaus zu fahren möchte ich den Strom für ein Motor bei jeder durch den Maussensor festgestellte Abweichung unterbrechen, bis der Roboter wieder auf die richtige Spur zurückkehrt. Ich denke dass die Relais dafür zu langsam und zu laut sind. Der Roboter muss sehr genau geradeaus fahren, weil er mehrere paralelle Strecken zwischen zwei Wänden hin und her fahren sollte.

    Die Motoren brauchen keinen hochen Strom (für Leerlauf ist ca. 0,1 A vorgegeben) und deswegen glaube ich nicht, dass dafür MOSFETs, dessen Steuerung komplizierter ist, nötig sind. Und nur wegen integrierten Dioden mag ich sie nicht nehmen. Dann lieber die Darlingtons und Dioden.

    MfG

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Danke für die Idee, das mit Relais gefällt mir schon am besten. Aber um sehr genau geradeaus zu fahren möchte ich den Strom für ein Motor bei jeder durch den Maussensor festgestellte Abweichung unterbrechen, bis der Roboter wieder auf die richtige Spur zurückkehrt. Ich denke dass die Relais dafür zu langsam und zu laut sind.
    Wie wäre es mit einem Kompromiss aus beidem? Steuerung der Drehrichtung der Motoren über ein Umschaltrelais, Strom über Transisor.


    Mit der Kleberolle hat der Roboter noch ein paar Möglichkeiten sich festzufahren, die andere Roboter nicht haben, z.B. wenn er irgendweine Teppichfranse, herumliegende Kordel, Faden oder ähnliches aufwickelt, oder wenn er vielleicht mal platt mit der Rolle an der Wand klebt und versuch abzudrehen statt zurückzufahren.
    Da wäre eine Überwachung des Motorstroms sicherlich sinnvoll, aber die hast du bestimmt sowieso schon eingeplant.

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