Wie werden zwei Roboterzellen verbunden?

[ZellRobi]

So, nun teil zwei ...

... Wenn ich das richtig verstehe möchtest Du ein modulares Robotersystem entwickeln, welches sich entsprechend der jeweiligen Bedürfnisse rasch "zusammenstecken" lässt und dann entsprechend der jeweiligen Anforderung eine funktionsfähige Einheit bildet.

Ja, ich versuche einen Baukasten zu entwickeln, der möglichst viele Gestaltungsalternativen zulässt. (siehe auch Roboterzellen). Was damit erstellt wird? Das kann ich leider noch nicht näher spezifizieren (sonst wäre es ja einfach ... ). Also sollte man sich an geringen Kosten, geringem Gewicht und eine für Standardfälle ausreichende Stabilität bzw. Stärke (Motoren) orientiern.

... Ein Problem sehe ich aber in der Einbindung der Software der jeweiligen Module ...

Derzeit grüble ich über eine besondere Programmierart nach. Man steckt den Roboter mechanisch (und elektrisch) aus Roboterzellen zusammen. Prinzipiell hat jede Roboterzelle einen eigenen Controller (die sind ja nicht mehr so teuer) und kann sich über I2C mit den anderen Roboterzellen unterhalten. Roboterzellen mit Funktionen sind bereits so vorprogrammiert, dass die Funktionen auf Speicherstellen in dem Controller abgebildet sind: z.B. hat eine Radzelle mit Motor eine Speicherstelle, die Drehrichtung und Geschwindigkeit für den Motor vorgibt (Soll). (-100 rückwärts fahren, 0 stehen bleiben, + 50 halbe Kraft voraus, +100 schnell vorwärts). Beim Bau der Radzelle macht man sich darüber Gedanken.

Die Kommunikation zwischen den Controllern erfolgt über die Zuordnung von Speicherstellen zu zwei benachbarte Controller: das Betriebssystem sorgt dafür, dass lesen und schreiben auf diese Speicherstelle so erfolgt, als würde sie in einem Controller liegen. Der Anwender gibt nur vor, welche Speicherstelle es sein soll.

Die eigentliche Programmierung erfolgt nun zwischen diesen Speicherstellen. Man gibt "Regeln" an, mit den die Beziehungen zwischen den Speicherstellen aufgezeigt werden. Hier bin ich gerade dabei, ein Beispiel zusammenzustellen. Kommt demnächst.

Danke für die Tipps.

... Ein Hexa benötigt z.B: eine andere Grundplatte, als ein robustes Panzermodell. Wenn Du nun beide Möglichkeiten mit einem Baukastensystem erreichen möchtest dann wird Dein Hexa mit der stabilen Auslegung eines Raupenfahrzeuges laufen.

Alternative:
Drei Grundtypen: Beine; Räder; Ketten ...

Eine Grundplatte wird es nicht geben. Die Grundplatte wird über mehrer Zellen je nach Anforderung zusammengesteckt. Das hat aber auch die Konsequenz, dass man keine guten Modelle im Sinn von Nachbildungen bauen kann. Dafür aber Roboter.

Gedacht hatte ich an Beine (Knickgelenke) und Räder. Ketten machen wegen der variablen Länge eher Probleme. Aber warum nicht auch dafür einen Zelltyp entwickeln? Das Ganze funktioniert nach dem Prinzip: Es gibt klar definierte mechanische, elektrische und logische (Programmierung) Schnittstellen. Solange man sich daran hält, kann die Zelle machen was sie will ..

[williwilli]

Jetzt fügen wir alles zu einem größeren Würfel zusammen, sagen wir mal mit Kantenlänge von 3 Würfeln: Grundfläche von 9 Würfeln, das Ganze 3 Ebenen hoch. Halt, den letzten Stein bitte noch nicht einfügen! Der letzte Stein sei ganz oben, vorne bei mir auf der linken Seite:

Den bekomme ich aber nicht eingefügt! Die übrigen Würfel halten fest zusammen. Die Bolzen haben kein Spiel in den Löchern und sind immer irgendwie im Wege. Geht es Euch auch so?

Nöö, passiert mir nicht!!! Es heißt doch beliebig zusammensetzen, oder? Also darf ich doch vorher auch logisch denken...
Ich baue Ebene1, dann Ebene2 und danach Ebene3. Dann wuchte ich Ebene2 auf Ebene1, obendrauf kommt Ebene3...

Im Ernst: Daß wir einen Roboter aus 27 identischen Würfeln zusammensetzen, glaub' ich nicht... Die meisten Zellen werden eh' keine 6 Verbinder haben, ich denke 4 wird die sinnvolle Obergrenze sein (eine Radzelle braucht weder unten noch auf der Radseite einen Kontakt, bei einer Solar-Zelle reicht wahrscheinlich sogar nur unten).
Und der Rest funktioniert auf eine Art "3-Seiten-LEGO"... Einfach, wenn man sich vorher den Weg des Zusammenbaus überlegt (die mittlere Hexabot-Beinzelle kommt eben nicht! zum Schluß)!

LEGO-Klötzchen funktionieren auch ohne extra Verbinder ...

Edit: Mir fällt gerade ein: Die Verbindung muß hermaphrodit sein (Männlein und Weiblein zugleich)! Sonst haben wir linke und rechte Zellen...

[AlKI]

€ZellRobi:

... Auf 3 Seiten (ich geh mal von Würfeln/Würfelähnlichen Formen aus) einen Bolzen Mittig angebracht, etwa 5 bis 7mm lang und 4 bis 7mm Durchmesser, an den anderen 3 Seiten mittig einen Ring...

lese vor allem den letzten Nebensatz, er wird dir helfen.

oder hätte ich besser "AUF die anderen 3 Seiten machst du nen ring" schreiben sollen?

wenn man 4/9oder mehr zusammenfügt, gibt es keinen Geschlossenen Würfel, da zwischen jeder RoboterZelle ein Ring ist (mit Bolzen in der Mitte und Madenschraube im Ring)

E-Magnete zum verbinden würden zu viel Strom fressen.


@Alle:

http://de.youtube.com/watch?v=uIn-sMq8-Ls
diese Roboter sehen schonmal ähnlich aus, bei dem, wonach ich noch suche, war jeder "Würfwl" ein eigenständige Roboter. Die ham sich glaub per Funk verständigt.

Und hier ist das eine Video, das ich gesucht hab:
http://de.youtube.com/watch?v=VyzVtTiax80&NR=1


wobei das hier
http://de.youtube.com/watch?v=KhLCUSStFeE
auch eine Variante ist.

EDIT: kaum isses abgeschickt, find ichs: hier sind die Dinger zu sehen:
http://de.youtube.com/watch?v=fLQvjp...eature=related
gibt nochn paar mehr Videos von den Teilen.

[Klingon77]

...
Mir fällt gerade ein: Die Verbindung muß hermaphrodit sein (Männlein und Weiblein zugleich)! Sonst haben wir linke und rechte Zellen...

Wie wäre es denn, vorausgesetzt der Robby soll sich, wie in dem Video nicht selber zusammenbauen, mit nur weiblichen Adaptern an den Zellen, welche mit Hilfe von zweiseitigen männlichen Adaptern zusammengebaut werden können?

"SnapIN-Technik"

Die Flexibilität wäre nach allen Seiten gewährleistet.

Probleme sehe ich bei den verschiedenen Belastungen.
Die Verbindung eines Hexa-Beines oder auch ein Rades haben mehr Kraft aufzunehmen als z.B: eine montierte Solarzelle.

liebe Grüße,

Klingon77

[AlKI]

Probleme sehe ich bei den verschiedenen Belastungen.
Die Verbindung eines Hexa-Beines oder auch ein Rades haben mehr Kraft aufzunehmen als z.B: eine montierte Solarzelle.

ich seh das nicht so. Einfach was sehr stabiles quasi standartmässig überall rein.
Dann kann man den Robby auch an dem Solarzellenmodul hochheben, stört doch nicht :-P
oder mit dem Solarmodul irgendwo hängen bleiben, ohne dass es abreisst. Hat also auch Vorteile.

[williwilli]

...nur weiblichen Adaptern an den Zellen, welche mit Hilfe von zweiseitigen männlichen Adaptern zusammengebaut werden...

Wir hatten uns (ein wenig nach dem Vorbild der Natur) geeinigt, daß jede Zelle eine Funktionalität besitzen soll. Nackte Kupplungen/Stecker gibt's auch da nicht...

Wie wäre es denn, vorausgesetzt der Robby soll sich, wie in dem Video nicht selber zusammenbauen

Das sollte ein "Fern-Fern-Fern-Ziel" sein...

[ZellRobi]

Also bestehen folgende Randbedingungen:
- Die Würfel müssen „glatt“ sein
- Ein drittes Element (Madenschraube, U-Profil, …) wird „von außen“ eingefügt

Diese dritten Elemente möchte ich Verbinder nennen: Es muss also neben den Würfel auch Verbinder geben.

Tut mir leid, ich bleibe dabei, dass es neben den Würfeln auch Verbinder geben muss. Sonst lässt sich das ganze nicht allgemein genug zusammenbauen.

Wir sollten im Konstruktionsprinzip nicht bereits Konfigurationen ausschließen, ob es nun zu solch einem Würfel kommt, oder nicht.

[ZellRobi]

... Mir fällt gerade ein: Die Verbindung muß hermaphrodit sein (Männlein und Weiblein zugleich)! Sonst haben wir linke und rechte Zellen ...

Verstehe ich nicht. Die Zeichnung zeigt doch, dass es nicht einmal auf die Richtung der Stecker ankommt. Beide sitzen auf der Platine als U in einer Richtung.

Mit der Trennung in Würfel und Verbinder können alle Würfel Männlein und alle Verbinder Weiblein sein.


Die Videos sind übrigends echt stark.

[ZellRobi]

AlKI schreibt: ... wenn man 4/9oder mehr zusammenfügt, gibt es keinen Geschlossenen Würfel, da zwischen jeder RoboterZelle ein Ring ist ...

Aber auch mit dem Zwischenraum sind alle fest verbunden. Sie können sich nicht mehr bewegen und darauf kommt es an.

Du kannst für das Gedanken-Experiment auch drei feststehende Wände nehem, die an der richtigen Stelle ein Loch haben. Einfach das Gegenstück zu einem Würfel.

Es geht physikalisch nicht, in solch eine Wand den Würfel einzufügen.

Du bekommst den Stift rechts erst in das Loch, wenn der Würfel unten eingesteckt ist. Die Bolzenlänge unten hebt ansonsten den Würfel in die Höhe, und da ist rechts kein Loch. Das ist um eine Bolzenlänge tiefer.

Andererseits geht der Bolzen unten nicht in das Loch, da er zu weit links neben dem Loch sitzt. Ich kann ihn aber nicht nach rechts schieben, da der dortige Bolzen nicht im Loch sitzt ...

Natürlich kann man den Würfel in Ebenen aufbauen, wie williwilli es vorschlägt. Verrate mir aber mal, wie Du die inneren Madenschrauben festschrauben willst?

Hier geht es aber um das Prinzip. Ich möchte keine Verbindungsmöglichkeit auswählen, die Einschränkungen bedeuten. (Es sei denn, es geht nicht anders). Mein Vorschlag von s.o. ist eine Lösung ohne Einschränkungen (Wenn auch mit zwei unterschiedlichen Zelltypen. Na und ?)

[Klingon77]

hi,

das mit den Verbindern habe ich gelesen aber bei meinem letzten Posting nicht mehr bedacht.

Wenn Du Schraubverbindungen nimmst kann man das / die Element(e) auch belasten.

Ich glaube, Du wirst nicht umhinkommen, unterschiedlich geformte Zellen zu entwickeln.

Die Gemeinsamkeit beschränkt sich auf die Kopplungs-Schnittstelle.

Eine Rad-Zelle benötigt eine nicht nur (wie oben geschrieben) andere Software sondern auch eine andere Form, als eine Bein-Zelle.

Ein Bein aus z.B: quadratischen Kuben aufzubauen sieht plump aus und wirkt keinesfalls ästhetisch.

Ebenso wird es mit den Sensoren sein.
Ein Ultraschall-Sensor ist anders aufgebaut, als ein Infrarot-Sensor.
Er sollte auch vor der Fläche stehen und nicht mit seiner Vorderkante mit der Fläche abschließen, damit der Erfassungswinkel nicht zu klein wird.

Die Schnittstelle müßte dann die gleiche sein, wie bei den anderen Zellen.

Wenn ich das oben angeführte Lego-Beispiel nehme, welches wirklich sehr universell einsetzbar ist, dann ist es dort genau so!
Ein Fenster für ein Haus hat eine kompatible Schnittstelle aber eine andere Form.
Bei Dachsegmenten ist es ebenso.

Nur aus viereckigen Steinchen in unterschiedlicher Farbe und Form lässt sich kein schönes und funktionelles Haus bauen.

Geht man in die Lego-Technik wimmelt es von speziellen Bauteilen.
Lediglich die Schnittstelle ist bei allen Teilen, als "kleinster gemeinsamer Nenner", gleich.



Mit unterschiedlich geformten Grundplatten (evtl. aus Segmenten aufgebaut) kann man schon viel machen.
Zentrale Elemente der Grundplatte könnten quadratisch sein.
Randelemente abgerundet oder schräg.

Mit der Anzahl der Zentralen Elemente legt man die Größe fest.
Die Randelemente bestimmen die Form.

Die Grundplatten-Elemente (mindestens zwei übereinander) sollten oben und unten miteinander verbunden werden. Dies erhöht die Stabilität und könnte über (unterschiedlich lange?) Hülsen mit Gewinde geschehen.

An die Außenkanten des so entstandenen Korpus könnte man über flache Verbinder die Räder oder Beine anschrauben.


Mal angenommen Du hast Beine und Räder in Deinem Sortiment.

Dreirad; vier Räder oder sechs?
Die Radsegmente dann mit und ohne Lenkung?

Das Gleiche gilt für die Beine (natürlich ohne Dreibein )

Oben auf den Korpus (und/oder im "Zwischendeck") würde man über vorgesehene Bohrungen in vorgegebenem Abstand die Sensoren, Akku-Container und Platinen platzieren.

liebe Grüße,

Klingon77