Projekt "Treppensteiger"

[WarLib]

Hallo Community!

Erst einmal ein großes Lob, sowohl für dieses Forum als auch für den Wiki-Bereich - echt super was man sich hier alles anlesen kann.

Nun zum Projekt:

Wie der Titel schon sagt ist das Vorhaben einen Roboter zu bauen der Treppen steigen und sich autonom durch ein Gebäube bewegen können soll. Eventuell wird dieser Roboter sogar die Grundlage für eine Bachelor-Arbeit zum Thema "Wegfindung im 3-dimensionalen Raum".

Die TreppenSteige-Funktion, so denken wir, können wir folgendermaßen bewerkstelligen:

- Der ganze Roboter besitzt 3 Achsen, jede Achse ist einzeln heb- und senkbar.
- Fährt der Roboter an eine Treppe heran wird die vorderste Achse soweit angehoben dass sie über die Stufe hinausragt
- anschließend fährt er soweit vor bis die vordere Achse über der Stufe hängt und lässt diese wieder ab
- Die mittlere Achse wird hochgezogen und der Roboter fährt wieder soweit vor bis auch diese Achse über der Stufe hängt und abgelassen werden kann
- zu guter letzt wird noch die hinterste Achse hochgezogen und der Roboter steht nun (in der Theorie) komplett auf der nächsten Stufe

Damit der Roboter stabil auf den jeweils hintern oder vorderen beiden Achsen stehen kann wird im Roboterinneren ein Gewicht zur Front oder zum Heck bewegt um einen Schwerpunkt-Ausgleich zu bewirken.

(Siehe zu der Theorie auch die 5 Anhänge)


Für den Antrieb, den Hub und die Gewichtsverlagerung sind insgesamt 6 Schrittmotoren geplant.
Jeweils ein Motor pro Seite / pro vorderste und hinterste Achse (mittlere Achse wird nicht angetrieben), ein Motor der über ein (eventuell durch einen Servo gesteuertes) Getriebe die 3 Achsen heben und senken kann und eben ein Motor der über ein Windensystem o.ä. das Gewicht verlagert.

Zur Ansteuerung der Motoren dachte ich an 6 L297/L298 Kombinationen,
zur Orientierung an einen oder mehrere schwenkbare Infrarot-Sensoren von Sharp - wie sie auch hier im Wissensbereich vorgestellt werden.

Als Gerhin des ganzen dachte ich an einen, über Optokoppler von der Boardspannung getrennten, Raspberry Pi - vorausgesetzt ich kriege die durch das Betriebssystem bedingten Latenzen an den IO-Ports auf ein vernachlässigbares Maß runtergeregelt, was aber durchaus möglich ist.

Was haltet ihr bisher von der Idee?
Habt ihr eventuelle Verbesserungs- / Änderungsvorschläge?

Ich freue mich über jeden Kommentar und werde denke ich auch den weitern Verlauf der Planung / der Herstellung hier weiter veröffentlichen

[oberallgeier]

Hallo und willkommen im Forum.

... Roboter ... der Treppen steigen ... eventuelle ...vorschläge ...

Kein Verbesserungs- oder Änderungsvorschlag, nur ein Hinweis auf ein ähnliches Projekt und eine Diskussion zum Thema - aber vermutlich kennst Du das schon.

Günter49´s Projekt im RN
Günters StairBOT-Site
Kurzer Treppensteiger-Thread

[WarLib]

Hallo Oberallgeier!

Danke für die Hinweise, und den stairBOT von Günter49 kannte ich tatsächlich schon - die Doku hat mir ne Menge Infos, vor allem über die normale Treppe geliefert (DIN einfach und verständlich, sehr gut!).
Da dies momentan ein Gemeinschaftsprojekt aus 2 Maschinenbauern und einem Informatiker (mir) ist, werden wohl die Mechanik und die Software die geringsten Probleme darstellen. Ich könnte mir allerdings vorstellen dass ich das Forum wegen dem(den) Schaltplan(plänen) nochmal um Rat fragen werde.

Allerdings ist das alles im Moment noch nur graue Theorie

mfg WarLib

[WarLib]

Update #1

Nach knapp einem halben Jahr kann ich wohl nun mal getrost ein Update zu diesem Projekt liefern (Nein, es liegt nicht auf Eis ^^)

Das Vorhaben ist immer noch das gleiche, allerdings haben sich mittlerweile die Vorstellungen und Forderungen konkretisiert.
Statt der urpsprünglich erwähnten 6 Schrittmotoren sollen nun nur 5 verwendet werden - jeweils einer an den Rädern vorne / hinten, links / rechts. Über Kupplungen dienen Diese Motoren auch zum Heben / Senken der jeweiligen Achsen.

Die mittlere Achse bleibt unbetrieben und wird über den 5ten Motor gehoben oder gesenkt. Dieser Motor dient auch gleichzeitig (über eine Kupplung) zum verschieben des Schwerpunktes.

Über die Mechanik bzw das Chassis zerbricht man sich im Moment eher hintergründig im Kopf, für mich waren erstmal die theoretischen Ansteuerungsmöglichkeiten von Bedeutung - und auch hier gibt es ein paar Änderungen zum vorrangegangenen Plan:
- Das "Gehirn" bleibt ein Raspberry Pi - allerdings übernimmt ein ATmega128 (oder vergleichbar) die Ansteuerung aller Aktoren und das Auslesen aller Sensoren.
- Das "Mainboard" wird 3 verschiedenen Spannungsregler tragen, einen für den ATmega128 und den Raspberry PI, einer für alle Aktoren (bzw deren Endstufen) und einer für alle Sensoren - so dass sowohl Aktoren als auch Sensoren nach Bedarf ausgeschaltet werden können, um kostbaren Strom zu sparen.

Ich werde die bisherigen Schaltpläne der Boards mal anhängen, es wäre sehr nett wenn jemand mal drüber schauen und mir Fehler aufzeigen kann!

Die angeschlossenen Sensoren (7 maximal) werden im Moment durch den Spannungsregler alle gleichzeitig entweder an- oder ausgeschaltet. Das ist ziemlich verschwenderisch, wenn man gerade nur den Wert von genau einem Sensor lesen möchte. Ich bin momentan auf der Suche nach einer schönen Lösung dafür.

Weiter Updates folgen, über Tipps würde ich mich sehr freuen!

MFG WarLib