Roboterarm

[i_make_it]

https://www.youtube.com/watch?v=Or-NjQRiFdA
https://www.youtube.com/watch?v=f6wmyhf1ZTQ
https://www.youtube.com/watch?v=zggCrgvemJ0
https://www.youtube.com/watch?v=U-JHqcvZ3H0
https://www.youtube.com/watch?v=qbyI6fk8wdU
https://www.youtube.com/watch?v=B2fl8-L6xcA
https://www.youtube.com/watch?v=yw3ym_37ZOw
https://www.youtube.com/watch?v=dLpMsfpxmkA
https://www.youtube.com/watch?v=QNA4icYO7cw
https://www.youtube.com/watch?v=pnbJZ8LUGwg

https://www.youtube.com/watch?v=O5_gnh2r2Gw << muß man sich durchhangeln sind mittlerweile 13 Teile

Für einge davon braucht es keine Pläne.
Eventuell liefert Dir das schon mal Ideen.
Es weis ja niemand Was Du an Maschinen so hast. Sprich ob du Drehen, Fräsen und Schleifen kannst.
Und wenn ja welche Abmessungen und wie genau.

[HaWe]

den Uno mit seinen lächerlichen 2KB RAM halte ich für nicht besonders leistungsstark, und für inverse Kinematik, die man zur Ansteuerung von 5 Achsen auch für eine zielgerichtete Aktion an einem beliebigen Raumpunkt (x,y,z) und der dafür nötigen float-Arithmetik braucht auch nicht für besonders schnell. Vor allem Multitasking ist dafür schon sehr hilfreich, um die Achseln sowohl synchron als auch asynchron zu bewegen - das schafft dann zwar ein MEGA mit Multitasking Libs schon viel besser, aber erst ein Zero oder Due ist dafür wirklich einigermaßen gut aufgestellt (mit Scheduler-Lib und auch DueTimer und einem sehr schnellen SPI für eine wirklich schnelle Grafik-Ausgabe für Monitoring-Zwecke, welche die Aktionen an den Achsen nicht ausbremst).

Von Arduino.org gibt es übrigens einen fertigen 5DOF (6DOF?) Roboterarm samt einigen sehr simplen Basis-Libs, aber ohne jegliche inverse Kinematik, die muss man erst selber dazu programmieren.
http://www.arduino.org/products/tink...kerkit-braccio
Das mitgelieferte Shield samt seiner Libs ist angeblich auch MEGA- und/oder DUE-kompatibel.

[i_make_it]

Die übliche Vorgehensweise bie der Mechanik eines Roboterarms ist es zuerst einmal zu definieren was man mindestens erreichen will und dann was man als nice to have haben will.

In deinem Fall haben wir bisher nur 5 Achsen.
Auf Verdacht sage ich mal das soll ein 5-Achse Vertikal Knickarm werden.
Es könnte aber auch ein kathesisches Portal mit 2 Drehachsen werden oder ein Skara mit 5 Achsen.....

Also Bauart definieren, welche Lasten er handhaben können soll und die Größe des Arbeitsraums.

Anhand der Videos die in meinem vorhergehenden Post verlinkt sind, Siehst Du das man mit Modellbau Servos eine gewisse Größe abdecken kann aber das Handlinggewicht und die Positionsgenauigkeit sind nicht all zu berauschend.

Also kommen noch so Daten wie räumliche Positionsauflösung und das Verhalten beim Verfahren in dein Pflichtenheft (Wunschzettel) mit rein.
Mit RC-Servos ist ohne weiteres nur ein Pose to Pose möglich.
Oberallgeiers Archie zeigt das auch mit RC-Servos bessere Bewegungsabläufe möglich sind.

Dann spielen deine Produktionsmöglichkeiten ein Rolle.
Bohren, Drehen, Fräsen, Schleifen, 3D-Druck, Laserschneiden etc. Was davon geht, was nicht und in Welchen Dimensionen.

Danach spielt das Budget eine Rolle. Ein Kunststoff Gleitlager oder ein Kugellager? Lauter Kleinigkeiten die in der Summe schnell in die Tausende gehen können.
Dabei ist das bisher nur die Mechanik mit Motoren, ggf. Meßsystemen, Antriebsteilen, Lagerungen und den tragenden Elementen.
Danach kommen bei der Elektronik Motortreiber, Controller und so dazu.
Zum Schluß das Programmieren.

Die beiden Letzten Themenkreise kann man beim Bauen erst mal außen vor lassen, aber man sollte vorher schon planen nicht das man auf halben Weg feststellt, etwas kleiner und einfacher wäre für das eigene Nivau erst mal besser gewesen.

Wenn man damit durch ist, fängt man mit der Konstruktion an.
Was bekommt man wo und zu welchem Preis zu kaufen?
Dann kann man den Rest drum rum bauen.
Die konkreten Pläne sind dann nicht die riesen Schwierigkeit.

Man fängt mit Dem Greifer an, dann zum Handgelenk, Unterarm, Ellenbogen etc.
Der Greifer muß nur das Handlinggewicht halten können.
Das Handgelenk, beides zusammen.
und so weiter.
Also wird jedesmal die Last größer. Was vom Lager über die tragenden Teile bis zum Motor auswirkungen in der Dimensionierung hat.


http://hackaday.com/?s=robot+arm+project
Hier werden einige Robot arm Projekte vorgestellt.

Und hier noch einer:
http://www.instructables.com/id/DIY-robot-arm-/

[Joschi2111]

% Achsen vertikal knickarm arbeitsbereich 50x50 cm last ca 500 g

Schrittmotoren Kugellager Material Holz

[i_make_it]

Bei einem Handlinggewicht von 0,5kg und einer Armlänge von 0,5m könnte Holz als Werkstoff ggf. schon zu elastisch sein (verformung unter Last und somit veränderung des Tool Center Point gegenüber der selben Achsstellung im unbelasteten Zustand).

Unabhängig davon fängt man mit dem Greifer an mit dem man die 500g handhaben möchte.
Da gäbe es dann Elektromagnete, Sauggreifer, usw.
Ich gehe jetzt mal von einem Greifer mit zwei Fingern aus, der zentrisch greift.

Da gibt es jetzt die verschiedensten Möglichkeiten.

Ein Suchbegriff für Ideen wäre: "diy robot gripper" bzw. "robot gripper" bei der Google Bildersuche.

Was man immer wieder antrifft sind parallel Greifer.

Hier ein Beispiel für das Funktionsprinzip:


Setzt man jetzt einen kraftschlüssigen Griff eines Alu Greifers an einem Alu Teil vorraus, hat man einen Reibungskoefizienten von µH=1,0.
Man kann also einfach mal 0,5kg * 10m/s² = 5N nehmen 10m/s² ist der aufgerundeter Wert für die Erdbeschleunigung (g=9,81m/s²).

Damit hat man eine Greifkraft die der Greifer aufbringen können sollte um 0,5kg festhalten zu können (es ist sinnvoll mit ungünstigen Werten zu rechnen, damit man immer auf der sicheren Seite ist. Bekommt der Greifer z.B. später Gummiauflagen, erhöht sich die Reibung und man käme mit weniger Kraft aus).
Mit dem Hebelarm vom Drehpunkt bis zur vordersten Stelle wo der Greifer ein Werkstück greifen kann, erhällt man ein Drehmoment das ein Motor oder dessen Getriebe aufbringen muß.

So eine Konstruktion wird natürlich bestimmt, durch die Teile die man zukufen muß.
Bei den Teilen die man selbst herstellt ist man frei in der Gestaltung (zumindest insoweit wie man sie Herstellen kann).