Projektarbeit ; Konstruktion eines Roboterarmes (Kinematik RRR-Konfig)

[jok3r]

Danke für deine Antwort , das mit den Servos ist eher für den Modellbaubastler. Es geht ja darum ein Regelungssystem zu entwickeln . Wir haben 2 Semester dafür Zeit .
Mit deinen Ansätzen(2D) arbeiten wir schon . Haben es ganz einfach über die allg. Winkelfunktionen gelöst .
Wenn ich alle Koordinaten in 3D Berechnen will(Algebra) bin ich leider bei der Basis auf 0-180 eingeschränkt , was aber jetzt nicht ein starkes Problem wäre .Der Arbeitsbereich wäre in der Realität meistens schon ausreichend .
Der letzte Freiheitsgrad soll in erster Linie nur die Waage halten können , dh er soll nur seinen Winkel zur Grund Ebene halten .... Deswegen kann der dann getrennt betrachtet werden.

Wie meinst du das mit der Eindeutigkeit unserer Struktur ?

[malthy]

das mit den Servos ist eher für den Modellbaubastler.

Verstehe mich nicht falsch, aber gehen eure Kenntnisse denn darüber hinaus? Klingt jetzt nicht unbedingt so. Außerdem ist es - für meine Begriffe - auch schon eine ganz reife Leistung einen gut funktionierenden Roboterarm (mitsamt IK) auf Basis von Servos zu entwickeln.

Haben es ganz einfach über die allg. Winkelfunktionen gelöst

Ja, genau, das wäre der geometrische Ansatz, und das sollte sich für euren Arm auch noch gut und simpel machen lassen.

Wenn ich alle Koordinaten in 3D Berechnen will(Algebra) bin ich leider bei der Basis auf 0-180 eingeschränkt

Das verstehe ich nicht. Warum kannst du nicht auf 360° rechnen?

Der letzte Freiheitsgrad soll in erster Linie nur die Waage halten können , dh er soll nur seinen Winkel zur Grund Ebene halten

Das wäre zB eine Randbedingung, die die Sache einfacher macht, dann braucht ihr ja im Grunde nur ein Dreieck berechnen.

Wie meinst du das mit der Eindeutigkeit unserer Struktur ?

War vielleicht etwas untechnisch formuliert. Ich meinte nur dass verschiedene Gelenkstellungen zum gleichen TCP führen. Aber wenn ihr das letzte Glied immer horizontal halten wollt, sollte das kein Problem mehr sein.

[jok3r]

Ja gut aber ich sehe keinen Sinn darin es nicht mit Schrittmotoren zu realisieren, im grunde brauchen wir hierfür nur noch Geber und einen PI Regler .
Wie sollte ich denn mit dem Cosinussatz Winkel über 180° definieren ?

[malthy]

im grunde brauchen wir hierfür nur noch Geber und einen PI Regler

naja, "nur noch" ... War ja nur ein gutgemeinter Gedanke.

Wie sollte ich denn mit dem Cosinussatz Winkel über 180° definieren ?

Es gibt immer noch eine Zweideutigkeit in eurem System. Wenn man die Basis gedacht mit dem vorletzten DOF verbindet, kann der DOF dazwischen (in eurer ersten Skizze R2) immernoch über oder unter dieser Verbindungslinie liegen. Das muss man über eine Fallunterscheidung abfangen. Man berechnet also die Winkel für dieses Dreieck und kann sie dann auf zwei Arten legen. Ich dachte aber du meinst eh etwas anderes, nämlich den ersten rotatorischen DOF. Um aus x/z-Koordinate den Drehwinkel auf 360° zu berechnen, verwendet man den Tangens in einer Vierquadrantenversion. Er heisst meistens Atan2. Damit kann man dann auf den Vollkreis rechnen, weil die Eingangswerte nichtmehr als Bruch in den Tangens gehen sondern als zwei getrennte Argumente.

[jok3r]

Das hört sich natürlich immer leicht an , aber uns ist bewusst das es nicht einfach wird .

Bin heute mal auf der Suche nach Gebersystemen gewesen , die sind ja echt unverschämt teuer . Bin aber dann mal auf den AS5040 gestoßen , spricht was gegen diesen IC ihn dafür zu missbrauchen ?
Absolutwerte kann er ja Digital sowie Analog ausgeben !
Besonderes interessant finde ich diesen PWM Ausgang !!!

[malthy]

AS5040

Ich habe mal den AS5045 verwendet, der ist dem AS5040 ähnlich, hat aber 12 Bit Auflösung. Der AS5048 hätte zB 14 Bit Auflösung. Das heißt aber nicht, dass man diese Genauigkeit wirklich hat, es kommen noch diverse Nichtlinearitäten ins Spiel. Durch das digitale Interface sind diese Sensoren recht pflegeleicht. Der PWM Ausgang ist vermutlich nicht so nützlich wenn man eh schon ein digitales Signal hat, die Positionsregelung wird man ja vermutlich digital implementieren. Aber von missbrauchen kann keine Rede sein, diese Sensoren sind ja genau für Anwendungen wie eure gemacht . AMS war seinerzeit großzügig was Samples angeht, kannst es ja einfach mal probieren ein paar Muster zu bekommen und die dann an einen Controller hängen. Einen Magneten sollte man gleich mitbestellen, man braucht einen diametral magnetisierten, bei dem sich die Pole also auf dem Durchmesser gegenüberliegen. Die meisten runden Standardmagnete (ebay und Co.) sind axial magnetisiert.

[jok3r]

Hab mal wo ein kleine fertige Platine gesehen mit dem AS5040 , weiß wer woher man die bekommt ?

[malthy]

Bei Reichelt gibt es so SMD Adapterplatinen, so eine hatte ich damals für meine ersten quick-and-dirty Experimente mit dem Sensor verwendet:



Bei AMS gibt's fertig sowas, oder auch sowas:



letzteres vielleicht garnicht ganz unpraktisch für eure Zwecke, denn es liegen augenscheinlich Magnete bei, die sich direkt auf einer Achse montieren lassen. Der Sensor ist da allerdings ein AS5048.

[jok3r]

Update : Es wird der AS5048B , wir werden die I2C Schnittstelle dafür benützen

[jok3r]

Alles funktioniert soweit so gut ,nur es scheitert gerade ein bisschen am Programm.

Jedes mal wenn wir den Joystick bewegen , bewegt er sich in diese Richtung . Jetzt sollte er dort aber stehen bleiben und verweilen , bis der Joystick in die andere Richtung bewegt wird .
Ich habe schon jegliche schleifen mit Bedingungen versucht damit er bei einem kleiner werdenden Wert sich nicht mehr zurück bewegt . Aber er tut es einfach nicht .

Die Auflösung des Analog In = 2^10 (1024) . Das heißt er bewegt sich erstmal beim einschalten 512 Schritte , dort verweilt er dann .

Er sollte aber erst mal stehen bleiben und sich nur bewegen wenn ich den Joystick bewege .

#include <AccelStepper.h>

//Stepper Definieren
AccelStepper stepper(1,13,12); // 1= Driver , 7= Step , 6= F/R

#define ANALOG_IN A0

void setup()
{
analogReadResolution(10);
stepper.setMaxSpeed(1000000);
stepper.setAcceleration(10000);
Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
// Neue Position lesen
static int LASTanalog_in;
int analog_in = analogRead(ANALOG_IN);
if (analog_in != LAST_analog_in)
{
stepper.moveTo(analog_in);
LASTanalog_in = analog_in;
}
stepper.run();
}

Serial.println(analog_in);
}


Dieses Programm funktioniert , und ist genau dieses bei dem er sich immer wieder zurück bewegt !

Vill hat ja wer einen Rat :/ !

Gruß