.4 füße und so ein gewqicht ? ist das möglich ?

ich hab hier mal ne rein theoretische frage :
angenommen , ich würde einen Bot mit 4 beinen bauen , und ich könnte jedes bein mit je 2N belasten , würde mein bot mit einem Eigengewicht von ca. 500g (jedes Bein wiegt ca. 30g) funktionieren ???
oder gibts kleinere 7,2V akkus mit denen ich gewicht sparen könnte ?

meine aktuelle Hochrechnung wäre :
Elektronik : ca. 120g
servos : 70g
Akku : 7,2V 1200mAh, 150g
sensor ( ir-distanz) 50g
Mechanik (Füße Aufhängung der Füße an der Hauptplatine) :100g
Ich hätte in aller Erster Linie vor , die Beine direkt an der Hauptplatine zu befestigen , um das Gewicht einer Grundplatte zu sparen, ist dasalleine schon wegen der stabilität ne schlechte idee ?

mfg
Michi

1800mAh Akkus mit 100g, hab ich bei meinem verbaut, auch mit 7,2V. Wieder 50g gespart.

500g Eigengewicht mach für jedes Bein 167g zu tragen. Ich weis nicht wie du deine Füsse konstruierst und wie du dein Bot nachher bewegen willst. Aber mit 170g pro Bein solltest du bei 500g Eigengewicht auf der sicheren Seite sein.

Hallo Michi

Die Empfehlung von HannoHupmann ist nicht zielführend.

Zitat:

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Aber mit 170g pro Bein solltest du bei 500g Eigengewicht auf der sicheren Seite sein.

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Er rechnet mit einer zu geringen Belastung.

Ein 4 beiner kommt schon statisch an die Kippgrenze heran, wenn er ein Bein hebt. Das heisst, dass sein Gewicht von zwei Beinen getragen wird. Wenn er noch dazu schief steht, verteilt sich die Last nicht gleichmässig auf die beiden gegenüber liegenden Beine. Das heisst du brauchst ganz grob gerechnet statisch schon 300 g Trgfähigkeit.
Dann kommen noch die Beschleunigungskräfte dazu. Das Kraftgesetz von Newton beschreibt sie und damit kannst du sie auch abschätzen. Dabei sind die passiven Beschleunigungen z. B. beim Stolpern des Bots sicher grösser, als seine aktiven.
Imo gehört in einem Experimentalprojekt sauber modularisiert, darum würde ich Grundgestell und Elektronikplatine getrennt konzipieren. Erst in einer Streamlinigphase für die Grosserie macht die Überlegung Platine=Mechanikträger Sinn.

Grüsse,
Hannes

ok , also leichtbaugestell und die Elektronik als "Modul" oben drauf ...
Was die Bewegung angeht , hab ich mir überlegt dass ich den Schweerpunkt des Roboters möglichst tief lege und den Laufprozess durch eine große Auflagefläche der Füße am Boden möglichst statisch mache.

Was die Bewegung angeht würd ich ncoh gern wissen , obs dazu vll ein kleines Video von einem laufenden 4-beiner gibt , an dem ich mal sehen könnte , wie so einer läuft ...
Übrigends konnt ich das Akkugewicht zeimlich einfach durch nen 9V-block mit 80g fast auf dei hälfte reduzieren.´

Also im moment leigt die Elektronik + Akku bei 200g + servos mit 64g + mechanik + grundgerüst dann bei ca. 350 - 400g, wenn ich mich wieder bei der mechanik in der Ultraleichtbauweise verkünstle *g*

danke schon mal
mfg
Michi

Schau, ob du was findest
http://www.walking-machines.org/

Danke =) dann mach ich mich mal an die arbeit , beine zu konstruieren :)

thx@all
Michi

9V Block kannste vergessen, da passen 150mAh oder so rein,
um die beine vernünftige bewegen zu könne brauchst du mindestens 8 Servos,
da würden 150mAh nicht lange reichen

Die Koordination der Beine stellt sich bisweilen als etwas problematisch dar.

Vierbeiner video

Details über den angewandten Algorithmus sind mir nicht bekannt.

sri, passte grad so gut dazu,
Hannes

hey , @ scales : ich hab einen NiMh mit 850mAh

un was den vierbeiner da angeht : kennt sonst jemand den quellcode ? in welcher sprache isn der geschrieben , und vor allem von wem ?:D

Ich werd vll auch mal versuchen , die beine einzeln nacheinander zu bewegen ... vll geht das ja auch *g*

mfg
Michi

achja schau dich mal bei www.lynxmotion.com um die verkaufen 4 Beiner, 8 Beiner, 16 Beiner egal einfach Beine. Unter"Information" gibts auch jede Menge Videos zu 4 Beinern.
Die haben die 2-6 Beiner zwar nicht erfunden, aber zuminderst ein recht einfaches Konzept entwickelt wie man sich Beine bauen kann.

Achja die Bewegen sich meistens auf 2 Beinen vorwärts, was zu einem kontrollierten kippen führt. Ich ein bischen tricky das ganze. Allerdings macht es der Mensch genauso und so fallen wir auch nur Kontrolliert nach vorn.

Also rechne deiner Beine lieber so, dass dein Roboter auch auf 2 steht, dann hast du später mehr Möglichkeiten.

Übrigens ist das nur eine Möglichkeit wie man die Beinen Anordnen kann, die andere besteht darin, es wie ein Tier zu machen, wobei es, soweit ich weis, noch keinen Roboter gibt der das bisher gescheit hinbekommen hat. Es gibt so ähnliche (ja ist weis so einen Dieselbetriebenen) und ich glaub eine Uni ist gerade dabei eine "Katze" zu bauen. Richtig rennen und springen wie ein Vierbeiner können die aber auch noch nicht.

Danke =)
natürlichj werd ich ihn swo bauen , dass er auf einem bein stehen kann ...
ich hab inzwischen mal die Beine , so wie ich se mir vorstell 1':1 aus Märklin Metall gebaut , und es scheint gut zu funktonieren , wenn ich die Beine mit ner Zwinge am tisch festmach und dort mal "laufen lassen".
Ich werd das ganze jetzt mal aus aluminium und nicht mit den standardservos sondern mit den mini-dingern nachbauen.

mfg & Danke
Michi

Zitat:

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Zitat von michiE

ok , also leichtbaugestell und die Elektronik als "Modul" oben drauf ...

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Es wäre ja ganz schön wenn ein Leichtbaugestell konstruiert wird bei dem nicht viel Vollamterial eingesetzt wird sondern die tragenden Teile und Streben gut verteilt sind.
Hast Du dafür schon eine Idee?
Manfred

@michiE Vorsicht mit den Mini Servos, schau dir genau an wieviel Drehmoment die haben und rechne dir das durch bevor du welche kaufst.
Alternativ kannst du es natürlich auch ausprobieren und feststellen ob es funktioniert oder nicht und dann neue Servos kaufen (hab ich gemacht und jetzt 6 Standart Conrad Servos "rumliegen").

Sich das mal durchzurechnen kostet nur ein wenig Hirnschmalz ein paar einfache Gleichungen und schon kann man sich viel Geld und vor allen viel Frust und Nerven sparen.

Ich hab ein halbes Jahr Laufprogramme geschrieben um zu sehen ob ich meine Fehlkaufservos irgendwie ausgleichen kann. Dann ist es mir zu doof geworden und ich hab sie ausgetauscht.

Einen Walking-Roboter bauen ist schon eine Liga höher als die mit Rollen oder Ketten.

@Hanno : Danke für die Warnung , ich werds mal durchrechnen
@ Manf : ne idee hab ich schon , aber zeichnen kann ch nicht *g* ich werds aus dünnen aluprofilen aus dem Modellbau bauen , hab da welche im Modellbauladen gefunden die zeimlich leit und stabil sind. Ein Fuß wird ca. 18g wiegen , die Servos haben 12Ncm. Das Gesamtgewicht konnt ich fast bis auf auf 400g abseneken. der hebel am Servo , das den Fuß hebt ist 5cm lang.
die zeichnung ist schematisch, der fuß wird während der ganzen bewegung "gerade" gehalten... (mechanisch)

könntet ihr das vll mal kontrollieren ? ich mein vom Drehmoment des servos her ...




mfg
Michi

Die Grundplatte ist 12*10 cm groß , wie gesagt , 18.20g pro bein undmaximal 400g für ALLES, vll sogar leichter.
wäre das zu machen ? die servos wiegen pro stück 8g , die standardservos würden 28N/cm bringen , aber 45g wiegen .
Welche sollte ich da nehmen ?

mfg
Michi

So dann wollen wir mal.

Danke für das Nachliefern der Werte damit lässt sich schon einfacher rechnen.

Nochmal kurz die Werte die du mir gegeben hast:
Gewicht Roboter Fg = 400g entspricht 4N (ein Bein muss also 0,5 FG tragen)
Abmessungen:
Zwischen Schwerpunkt und Servo: 5 cm (10cm ist die Platte breit)
Zwischen dem Boden (also Fuss) und Servo nehm ich auch x = 5 cm an.
Das ist aus deiner Zeichnung leider nicht ersichtlich:
Kraft des Servos: 28N /cm

Summe aller Momente um den Drehpunkt S ist gleich 0;
=> Fg * 5cm + Fg* 0,5 * 5 cm - 28 N / cm = 0;
=> 4N* 5 cm + 2N * 5 cm = 28 N /cm
=> 30 N / cm = 28 N /cm !!!!


EDIT: Das Moment um den Drehpunkt S wird um das Moment Fg*5cm vermindert, da der Einsatz von zwei Beinen bewirkt, das dieses sich kompensiert.

D.h. folglich lautet die Gleichung:
Fg * 0,5 * 5cm - 28 N/cm = 0 ==> Fg * 0,5 * 5cm = 28 N/cm
10 Ncm < 28 N/cm

Die Servos reichen auf jedenfall aus, was experimentell auch nachgewiesen wurde.


Schon haben wir einen Widerspruch bzw. die Gleichung geht nicht auf. Sollange deine Gleichung 30 > 28 lautet andersrum 30 < 40 würde leicht gehen, dann sind noch 10 N / cm übrig um den Roboter auszugleichen.

Was kannst du nun tun? Entweder die x komponente Verkürzen das würde bischen was bringen. Oder bessere Servos nehmen.


Deine Momentane Konstruktion ist eine 2 DOF (2 Degree of Freedom) ich verwende für meinen Roboter eine 3 DOF, das ist ein bischen stabiler aber auch ein bischen aufwendiger (mehr servos) Dafür kann man die Kräfte besser verteilen und schneller nach vorn laufen.

Ansonsten geht es so aber auch, was der genaue Unterschied zwischen 2DOF und 3 DOF ist, das hörst du dann das nächste mal :-D

und genau da leigt das Problenm ... du hast mit den großen servos gerechnet , aber in den 400g ist das Geweicht der kleinen servos drin . Mit den großen servos liegt der genze spaß schon bei 640g... x sollte übrigends 5 cm sein (sorry , hab ich vergessen zu erwähnen).
Und wenn ich das einsetz wirds noch schlimmer ...

na dann werd ich mal nach besseren servos suchen
Danke für den Hinweis :)

mfg
Michi

@michiE jetzt weist du warum ich so erpicht darauf war, dass du es erst durchrechnest. Sonst würdest du mit den anderen Servos gleich mal Probleme bekommen.

Naja ich weis nicht was für Servos du verwenden willst. Es gibt die kleinen und die "normalen" bei den Normalen findest aber leicht welche, die das gesamte Gewicht tragen können. Bei den Kleinen wirds wohl teuerer werden fürcht ich.

hm , ich hab heir servos mit 35N/cm, aber wies aussieht sind die dinger so schweer , dass sie die konstruktiuon so beschweeren , dass da gar nix mehr geht.
die kelinen 8g-servos hätten 10N/cm, leicht , aber zu schwach um den akku zu heben ...
mal sehen , was mir noch so alles einfällt *g*

edit : ohne akku wür ich bei nem drehmoment von ca.9N/cm...

mfg
Michi

Kucks du hier:
http://www.hitecrc.de

HS-55 8.00 g (Ncm): 11/13
HS-125MG 24.00 g (Ncm) 30/35 (der ist bischen grösser)
HS-65HB 11.20 g (Ncm): 16/18
HS-65MG 11.20 g (N /cm) 16/19
(der drüfte wohl am interessantesten sein, ist aber leider auch mit 40€ nicht billig)

Das sind alles die kleinen Servos, welche die im Angebot haben

So noch ein kleiner Tipp, wie bohr ich meinen Roboter auf und bring mehr Saft in den Ast?

Ich hab bei meinem jetzt LiPo Akkus drin, die bringen wenn sie voll sind 8,4 V was mehr als die 7,2V sind. D.h. meine Servos werden jetzt nicht mehr mit 6V betrieben sondern mit 8,4V. Das ist zwar über den Datenblatt von HiTec. Andererseits ist das auch nur die Spannung bei der HiTec gemessen hat.

Bisher hab ich weder erhitzung in Betrieb feststellen können noch andere negative Effekte. Wohl aber, dass die Dinger mit mehr Power laufen

danke =) der tip hat was , wobei ich wohl erstmal meine standardservos bei den angegebenen 5V betreiben werde (nicht ganz 4,8 , aber gut). Wenn das nciht reicht klann ich imemrnoch den spannungsregler austauschen.
mal ne frage : wie viel wiegt dein LiPo-akku im vergleich zu nem NiMh ?

Ich hab mich inzwischen für 45g schweere Standardservos mit 35N/cm von Conrad entschieden.
bei nem Hebel und ner x-Komponente von je 3 cm komm ich damit auf einigermaßen sinnvolle werte.
Dann hab ich servos + Elektronik + Akku bei 570g liegen , und somit noch ein bisschen Spielraum nach oben für ne keline Holz-Grundplatte und die (wirklich leichten ) Füße mit wei gesagt 2 Freiheitsgraden.
ich hoff ich hab keinen fehler gemacht ...

geh ich richtig der annahme das die gleichung lautet
Fg * entfernung vom schweerpunkt + Fg* 0,5 * x-komponente - drehmomentvomservo = 0;

mfg
Michi

Wie wärs eigentlich mit einer Feder, die das Bein schon ein stück weit gegen das Robotergewicht hebt?

Achja je kürzer dein x ist, desto langsamer wird der Bot, das nur so zur Erwähnung ^^.

Mein 1800mAh Lipo wiegt gerade mal 100g (aber das ist mega ungenau gemessen wohl eher leichter) Wenn du einen mit sagen wir nur 900mAh nimmst wiegt der nur 50g.

Mhm Holzgrundplatte? Holz ist sau schwer, nimm lieber Lexan oder noch schöner Epoxyd DAS Traummaterial (höchste festigkeit bei geringster Dichte im vergleich zwischen Alu, Stahl, Lexan und Holz). Nur leider mit 20€ die Platte sehr teuer.

Die Gleichung ist so auf jedenfall richtig. Die 0,5 im zweiten Term kommen durch die Anzahl der sich am Boden befindenden Beine zustande.

Feder ist so eine Sache @womb@t. Wie willst du das machen? Wenn du sie so montierst, dass sie die Beine beim senken entlastet musst du sie beim Heben wieder überwinden.

ok , überzeugt , ich nehm ne epoxydharzgrundplatte ...

was die servos angeht hab ich noch was anderes gefunden . ich habtte heir ncoh 4 servos rumleigen , die ich eigentlich mal in ferngesteuerten autos drin waren , udn die ich durch stärkere ersetzt hab. mit denen hab ich einfach mal , zusammen mit ner Holzplatte und ein bischen Federstahgldraht n Gestell gebaut . Die servos nur zum Heben der beine.
und ich muss dagen , ich konnte das gestell mti den beinen , so wie ich sie mal haben will (nur eben nicht aus Federstahldraht sondern aus alu) bis auf fast 600g belasten , ohne das die servos gemuckt haben . Erst danach haben sie angefangen zu "brummen". ab 900g hat dann das erste nachgegeben und ich hab das ganze mal schnell ausgesteckt :D.
Ich muss dazusagen , dass die dinger mit 10€ eigentlich billig-servos sind , von denen ich allerdings den drehmoment nciht weis. ich hab die bei 4,8V betrieben , und die servos scheinen den test unbeschadet überlebt zu haben. Alles zusammen (empfänger der fernsteuerung +4 servos) hat während dem ganzen test ca. 0,6A gezogen , und kurz vor "aufgeben" des ersten servos waren es dann schon 1A.
x war bei dem test = 5 cm , der abstand der Servos zum Mittelpunkt auch.

glaubt ihr , mit solchen servos liese sich sowas verwirklichen ? ich hab leider keinen passendes Messgerät , um den drehmoment der servos genau zu bestimmen , und im internet hab ich auch nichts gefunden.

mfg
Michi

ne bestimmen kannst das nur sehr aufwendig. Der Test klingt ja ganz brauchbar. Ich mein da die Dinger eh schon bei dir rumliegen bau das ganze doch damit auf und wenn es nicht geht, kannst dir immernoch bessere servos kaufen. 10€ gehen ja noch ich mein ich hab für meine billigen 5€ gezahlt aber dafür dann in der Schulter 20€ für bessere Servos ausgegeben.

Ist eh immer ein wenig angenehmer erst mal was bauen zu können und dann zu optimieren.

Also bei mir ist die Grundplatte aus Lexan und die Beine aus Epoxyd. Ich muss sagen das Zeug hält echt ziemlich gut.

Epoxyd am besten wie Metall bearbeiten. Aber wenn du Alu für die Beine nimmst kennst du das ja.

Wenn du bischen mehr mechanik machen willst, kannst du die Beine mit dem 2DOF auch so bauen, dass die sich senkrecht heben und senken. Schaut zum einen bischen eleganter aus und ist für Hindernisse besser geeignet über die man drüber steigen will.

Achja ich hab noch Videos von 4Beinigen Robotern gefunden in meiner Sammlung die bei Lynxmotion nicht mehr drauf sind.

ok , das heist ich könnte für die servos zum drehen der Füße so 5€-servos nehmen , und für die servos zum heben dann eben um so hochwertigere verbauen ???
oder alles aus den 10€-servos aufbauen ?

soll das bei dir heisen , dass du 5-€ sevos zum drehen und "knicken" der Arme verwendet hast (die dinger von Conrad???), und zum heben der Füße dann starke servos ?


mfg
Michi

Ganz genau, zum drehen brauchst so gut wie keine Kraft, daher hier die billigsten (5€ Teile).

Die Servos die den Roboter hochdrücken müssen am stärksten sein. Bei 3x3 Anordnung sind das nur die in der Schulter. Die am Fuss sind rein stabilisierend und die zum drehen, müssen nur sich selbst bewegen, also können die auch billig werden.

Ganz anders schaut es aus, wenn man die Beine in einem 6 Eck anordnet.

Bei deinem ist das auch nur der Schulterservo der wirklich was zu tun hat.

Wenn du mir deine Email Addy gibst, dann schick ich dir die Beiden Videos, da sieht man auch 2 Möglichkeiten wie man einen Algorithmus zum laufen schreibt. Einmal 3x1 und 2x2.

DAnke =)
ich hab mal 4 solche servos besorgt , und werd damit erst mal 2 Füße bauen , und den hinteren teil des ROboters auf drahtfüße stellen . wenn die servos das halten hol ich die nächsten 4.
Mfg
Michi

Nachtrag: Bei der weiter vorn aufgeführten Rechnung ist mir ein Fehler unterlaufen. Die Kräfte die an einem Bein angreifen lassen sich so berechnen!

Nicht aber die Kräfte die an einem auf zwei Beinen stehenden Roboter. Die Momente um den Fuss sind entsprechend geringer. Da das Eigengewicht des Roboters vom Schwerpunkt aus NICHT in die Gleichung mit einfliesst. Da dieses Moment durch das zweite Bein kompensiert wird.

mfg Hanno

ähm , also auf deutsch heist das dann , dass ich wesentlich schwächere servos verwenden kann ?
wär egal , jetzt hab sihc schon 50Ncm-dinger drin , mit denen tut alles perfekt =)

mfg
Michi

Japp hättest du *blush* leider hab ich mich bischen verrechnet. Aber mit denen die du jetzt hast, passt es auf jedenfall und du solltest keine Probleme bekommen ;-)

ne , das ding hebt im moment ncoh 600 g lötzinn ohne probleme mit hoch ... mehr hatt ich leider nicht zum testen *g*
mfg
Michi

Eben, muss es auch weil ich mich ja verrechnet hab und daher für deine Servos noch gut Luft drin ist.

Eine Frage als Mechaniklaie.
Wäre es nicht möglich einen Teil der Gewichtskraft, die ja letzlich als Drehmoment an den Servoachsen angreift, durch vorgespannte Federn zu kompensieren?

Hallo Klaus,
Das wäre durchaus möglich.
So könnte man die Kräfte auf die Richtungen verteilen.

Bsp:

Code:

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Gewicht am Bein 100 g
Gegenfederspannung 50 g
=
Bein heben (also gegen die Feder arbeiten) = 50 g
Bein senken bzw.  Gegenhalten = 50 g

---

Ich hoffe der Text stimmt nun +- , denn es ist schon spät ;-)
Verbastelt habe ich das so ähnlich schonmal.
Würde Servos sicher enlasten etc. ...

Schöne Grüße

Also ich weis nicht wo du Federn einbauen willst bei einem Bein die du nicht spätestens beim drehen in die andere Richtung wieder überbrücken musst. Zumal das mechanisch einen so deutlichen mehr aufwand bedeutet, das es sich meinern Meinung nach nicht lohnt, die paar Euro zu sparen die ein besserer Servo kostet.

Zitat:

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Zitat von HannoHupmann

Also ich weis nicht wo du Federn einbauen willst bei einem Bein die du nicht spätestens beim drehen in die andere Richtung wieder überbrücken musst.

---

Zugegeben es ist nicht einfach zu verstehen.
Wenn Interessse an einer Lösung zu solch einer Lastverteilung besteht, kann ich dir/euch bei der Konstruktion helfen.

Schöne Grüße

Eigentlich nicht, aus oben genannten gründen :-)

Hi,
eine Feder halte ich auch für sinnvoll. Es ist natürlich richtig, dass die Federkraft beim bewegen in die andere Richtung aufgebracht werden muss, allerdings ist das Bein beim anheben sowieso entlastet, sodass die Kraft klein ist.
Eine einfach, aber nicht die effektivste Art ist wie im Bild(grün)
MfG jeffrey