Projektarbeit ; Konstruktion eines Roboterarmes (Kinematik RRR-Konfig)

[jok3r]

Mit den CAD Datein bin ich ein bisschen vorsichtig , ich werde es aber nochmals vereinfacht Zeichnen !
Inverse Kinematik ? Gibt es dazu interessante Projekte oder auch Programmierbeispiele ?

Die Positionsrückmeldung hätte ich jetzt erst mal nicht mit dabei, es müsse doch möglich sein das über die Zahl der Schritte zu realisieren . Die Motoren dann so zu dimensionieren damit keine Schrittverluste auftreten .Die Homeposition wird dann über Microschalter realisiert,sofern das möglich wäre.
Wenn nicht zur Not kommen 10 gang Potis (+-2%) zum Einsatz die an der Abtriebswelle des Schrittmotores befestigt werden .(Günstigeres fällt mir nicht ein )
1,5 mm Blech ja aber verstrebt !!!
Gelagert werden die Achsen über Kugellager , die Lagerplatten werde ich dafür selbst fertigen .

Gruß

[HannoHupmann]

Warum auch immer aber dann wenigstens eine vereinfachte Zeichnung.

Ja und ja, google hilft. Jeder Industrieroboter verwendet IK und auch die Hexas die sich hier so tummeln werden mit IK berechnet.

Ok, also positionieren im Blindflug, eine Möglichkeit aber keine besonders gute. Auch Microschalter sind möglich aber keine schöne Lösung bzw. sehr ungenau. Graycode oder wenigstens Inkrementalgeber / Resolver wären auch eine Lösung.

[jok3r]

Die Kosten sollten sich im Rahmen halten , nach passenden Absolutwertgebern hab ich schon gesucht .Preislich ist das schon eine Hausnummer ca 150< Euro das Stück . IC Lösungen wie der 10Bit AS5040 sind relativ günstig , darüber kann man sich aber nochmals Gedanken machen wenn es soweit ist . Die Poti Variante wäre bisher das günstigste bei einem Poti mit +-2 % wären das bei einer Untersetzung um den Faktor 8 eine Abweichung um +-0.9°. was bei weiten strecken schon eine Hausnummer ist ....
Gibt es Kostengünstige Alternativen ?
Gruß

[jok3r]

Langsam denk ich wir kommen mit unserem Abi Mathe an unsere Grenzen wirklich verstehen tu ich das ganze nicht . Matrizen Transformation ist mir leider komplett neu . So wie ich das verstanden habe ist die Vorwärts Kinematik nichts anderes als das was ich von Anfang an vor hatte mit dem Cosinussatz ?

[jok3r]

Hier der einfach Aufbau des Armes

[Picojetflyer]

Langsam denk ich wir kommen mit unserem Abi Mathe an unsere Grenzen wirklich verstehen tu ich das ganze nicht

Was studiert ihr denn? Ihr braucht nur die grundlegenden Winkelfunktion Sin/cos/tan und deren Umkehrfunktionen. Anleitungen gibts hier und bei Google reichlich.
Die Winkel würde ich mit Potis in den Gelenken messen. So wie es jedes RC-Servo auch tut. Oder einfach die Schritte vom Stepper zählen. Ist dann aber nicht Absolut.
Mit was wollt ihr den Arm steuern?

[jok3r]

Ich mach den Elektrotechniker . Algebraisch ist es kein Problem , aber die inverse Kinematik wäre schon interessant für die Projektarbeit nur hab ich noch nie was von Transformationen in der Mathematik gehört .
Bei den Potis sehe ich das Problem das mir das sehr ungenau wird . Angesteuert wird er mit einem Atmel mit 16 MHz. Gruß

[malthy]

Hallo!

Also nur mal ganz ungeordnet was mir so durch den Kopf geht:

Wäre es vielleicht sinnvoller für euch mit Modellbauservos zu arbeiten? Dann würde zumindest die Positionsregelung wegfallen, die ihr bei Schrittmotoren benötigt. Die Positionsregelung ist zwar mit Schrittmotoren u. U. etwas einfacher als mit DC-Motoren, weil man ggf auf die innere Regelschleife für die Geschwindigkeit verzichten kann, aber wenn man noch nie - vor allem praktisch - was mit Regelungstechnik zu tun gehabt hat, ist das ein Punkt, der einen gewissen Aufwand bedeuetet. Ein Servo hingegen würde die Position anfahren die ihr ihm sagt und diese dann auch gegen äußere Störeinflüsse (Laständerungen) halten.

Was die inverse Kinematik angeht: da gibt's verschiedene Ansätze. Bei eurer Struktur könnte man das Ganze schon noch rein geometrisch angehen. Wenn man zunächst den ersten rotatorischen Freiheitsgrad an der Basis weglässt, bliebe ja eine Struktur, die man in der Ebene (2D) behandeln kann. Das ist dann prinzipiell Trigonometrie wie in der neunten oder zehnten Klasse. Allerdings ist eure Struktur nicht mehr eindeutig (zumindest die aus der CAD Skizze). Ein und derselbe TCP (tool center point) kann durch verschiedene Gelenkstellungen angefahren werden. Ihr müsstet also unter den möglichen Gelenkstellungen für einen TCP nach irgendeinem Kriterium auswählen. Ich würde mir einfach mal Papier und Bleistift nehmen und das Ganze aufmalen. Dann kann man die fraglichen Winkel und bekannten Positionen einzeichnen und gucken was wie wovon abhängt. Was aber jetzt schon klar ist: euer letzter Freiheitsgrad (Handgelenk) macht die Sache etwa komplizierter.

Gruß
Malte