Greifer/Robo arm mechanik?

[i_make_it]

So langsam verlässt du den Bereich den man mit Modellbau Servos realisieren kann.

Bevor du loslegst, empfehle ich das du dir zwei Servos besorgst und einen Controller um die zwei Servos per PWM anzusteuern.
Jetzt bau dir mal einen kleinen Plotter in dem beide Armsegmente (Oberarm und Unterarm) flachliegen. Dann prüf mal wie stark das Servozittern am Handgelenk zu positionsungenauigkeiten führt und wie genau du verschiedene Positionen wiederholt anfahren kannst.

Danach wiege mal die Servos die im Ellenbogen, in der Hand und im Greifer verbaut werden sollen.
Und wiege mal entsprechend viel Holz ab bzw. wiege eine Platte von bekanntem Volumen und berechne mal für jedes Teilstück (Oberarm, Unterarm, Handgelenk, Greifer) das Gewicht.

beim Holz kannst du einfach die halbe Länge des Teils nehmen und das als Hebelarm für das Gewicht des Teilstückes nehmen.
Bei den Servos setze den Abstand von mitte Servo zum Schultergelenk an.
So erhällst du die folgenden Drehmomente:
-Oberarm Träger
-Ellenbogen Servo
-Unterarm Träger
-Handgelenk Servo
-Hand Träger
-Greifer Servo
-Greifer Träger
Bilde die Summe der Drehmomente und prüfe ob der Servo für die Schulter das bewegen kann und wie schnell.

Trotzdem habe ich dir mal einen 5-Achs Vertikal-Knickarm komplett aus Servos gezeichnet.

2018-02-18 Bild gelöscht, da Limit für Bildanhänge erreicht. Platz wird benötigt um neue Bilder in Posts zu ermöglichen

Da wo das Fragezeichen ist käme die sechste Achse hin.
Bei den Rillenkugellagern habe ich einfach Innenring und Außenring jeweils zwichen zwei Platten/Ringe/Scheiben mit gewindestangen und Muttern geklemmt.
Die Ausrichterei ist eine ziemliche Fummelarbeit bis das rundläuft.
Die Kegelräder waren in meinem Fall Nylon Räder von Conrad, soweit ich gesehen habe sind die aber nicht mehr im Sortiment.
Damit das Kegelrad am Handflansch sich bewegen kann, haben die beiden Holme Fenster durch die das Zahnrad links und rechts rausschauen kann und so mit den beiden anderen Zahnrädern kämmen kann.
Die Beiden Servos am Handgelenk müßten gehackt sein, sonst kommt kein Drehbereich zustande.
Beide Servos brauchen ja z.B.:180° zum Schwenken des Handgelenks, wenn beide jetzt auf -90° fahren, behält der Greifer seine Orientierung bei, nun kann ein Servo 180° drehen und die Greiferorientierung wir damit ebenfalls um 180° geändert.
Soll der Greifer sich um 360° drehen können, muß jedes Servo mindestens 270° fahren können. Wenn das Werkstück jetzt aber nicht in einer Position ist in der es abgesetzt werden kann um umzufassen, ist schon essig.
Ein Gels Wasser, kann man z.B.: nicht einfach um 180° drehen um dann den Greifer umfassen zu lassen. Da hat man dann nämlich nur noch ein leeres Glas und einen abgesoffenen Arbeitsraum.
Reale Roboter können mindestens um 540° schwenken, meistens sogar mehr.

Bei der Vertikal Knickarm Kinematik kann nur ein 6-Achser die Position und Lage eines Werkstückes vollständig in allen 6 Freiheitsgraden verändern.

Wie die zusätzliche Achse ausgeführt werden muß damit das geht, darfst du jetzt selbst rausbekommen.

Ich selbst habe meinen Robby in Alu und mit 12V-DC 1:100 Getriebemotoren gebaut.
Die Motoren hatten ein zweites Wellenende auf das Inkremental Drehgeber von HP kamen, Lieferant Farnell Components. (Bei Farnell kann man allerdings nur mit Gewerbeschein bestellen)
Die Motoren wurden durch PID-Regler angesteuert mit Überwachung von Motorspannung, Motorstrom, Winkelposition und Geschwindigkeit.
So Habe ich eine 4 Quadrantensteuerung realisiert, die eine exakte Bewegungsführung auch bei Wechselnden Lasten und Winkelbeschleunigungen erlaubt.

Beispiel du hebst eine Last über den "Kopf" (Arm senkrecht nach oben)
hinweg.
Beim Heben wird der Hebelarm der Last immer kleiner, also muß der Motor für eine gleichförmige Bewegung ein immer kleineres Drehmoment aufbringen. sobald die Last den Scheitelpunkt passiert hat muß der Motor immmer stärker bremsen damit nicht einfach alles mit vollgas auf den Boden aufschlägt.