Womit kann ich anfangen, meinen Roboter zu bauen?

Hallo Leute,

ich möchte demnächst anfangen, meinen Roboter zu bauen. Allerdings stehe ich momentan am Anfang vor dem Problem, wie ich damit am Besten anfange. Bei der Elektronik habe ich keine Sorgen, die wird schon laufen, genauso auch die Programmierung. Meine Sorge liegt eher in der Mechanik oder Elektromechanik.

Mein Problem möchte ich mal z.B. an einem Roboterarm verdeutlichen. Ich weiß etwa, wie der Arm aussehen soll. Allerdings habe ich absolut keine Idee, was das Teil wiegt, somit habe ich auch keine Idee, welche Schrittmotoren oder Servos ich da verbauen kann. Denn die Größe der Motoren verändert auch das Aussehen und das Aussehen wieder das Gewicht.

So aus dem Bauch heraus müsste ich den Roboter zunächst einmal zeichnen, dann das Volumen und auch die Masse der Bauteile ermitteln und danach alle möglichen Kräfte ausrechnen. Und wenn etwas nicht passt, dann wird es wieder gezeichnet, verändert, durchgerechnet, etc. Ein sehr mühseliger Prozess - wie ich finde. Deshalb würde es mich schon interessieren, ob man da nicht irgendwie softwaretechnisch etwas vereinfachen kann.

Oder sollte ich das Projekt irgendwie ganz anders aufziehen?

Hallo andi_r,

und willkommen im Forum.

Zu aller erst kommt die Idee, dann vielleicht eine einfache skizze vom gesamten Roboter - mit den wichtigsten Dingen die verbauen willst (Raäder,Ketten und/oder Beine usw -Motoren oder Servos gehören auch dazu). Für die erste Skizze ist es nicht wichtig wie groß ganz genau die Teile in Wirklichkeit sind. Wichtig sind Form und Position der Teile. Dann kommt dazu was der Roboter machen soll, an diesen Anfoorderungen werden jetzt die genauer benötigten Eigenschaften der Motoren und Materialien herausgefiltert.

Konkret kann man Dir helfen wenn Du sagst was für einen Roboter Du bauen möchtest. Hast Du schon danach im Forum gesucht oder per "Goockel" interessante Projekte gefunden?

Auch ist es nicht unbedingt nötig alles haarklein durchzurechnen. Gewichte schaden aber sicher rnicht ;) Wenn Du z. B. eienn kleinen Roboter wie den Asuro oder ähnliches aufbauen willst, und jetzt "gefühlte" sehr Starke Motoren hast, dann macht das meiner meinung nach überhaupt nichts aus diese mit passender Energiequelle zu verwenden. Allerdings ist das dann überdimensioniert und damit inevektiv.

Manche Roboter können auf Balsaholz/Polycarbonat als Chassis gebaute werden. Andere Roboter, oder Teile davon aus Alu-Rohr oder sogar aus Carbon.

Ruhig einmal ins RN Wissen schauen ob man relevate Info für sich findet.

Zu guter Letzt: Wenn ein konkreter Plan gamcht ist, bietet sich ein CAD Software an um die Teile in 3D "anschaubar" zu machen.

Zitat:

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Zitat von HeXPloreR

Konkret kann man Dir helfen wenn Du sagst was für einen Roboter Du bauen möchtest. Hast Du schon danach im Forum gesucht oder per "Goockel" interessante Projekte gefunden?
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Auch ist es nicht unbedingt nötig alles haarklein durchzurechnen. Gewichte schaden aber sicher rnicht ;) Wenn Du z. B. eienn kleinen Roboter wie den Asuro oder ähnliches aufbauen willst, und jetzt "gefühlte" sehr Starke Motoren hast, dann macht das meiner meinung nach überhaupt nichts aus diese mit passender Energiequelle zu verwenden. Allerdings ist das dann überdimensioniert und damit inevektiv.

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Kleine Roboter, wie z.B. den Asuro oder so ein selbstbalancierendes Teil auf zwei Rädern habe ich schon oft selbst gebaut. Das war keine Herausforderung. An der Uni hatte ich schon einen etwas größeren Roboter (ca. Hund), da habe ich aber nur die Antriebselektronik und einen Teil der Programmierung gemacht. Jetzt will ich wieder eine Nummer größer gehen. Der Roboter soll so ca. 1,50m hoch und ca. 1x1m sein, aus Metall. Ehrlicherweise interessiert mich gerade das Big Dog Projekt von Boston Dynamics.

Bei den kleinen Robotern, die ich bisher gebaut habe, habe ich einfach irgendwelche Bauteile verwendet, die ich hatte - so nach dem Motto "wird schon passen". Bei einem 100g Roboter spielen die Kräfte imho auch keine all zu große Rolle. Da werden die Zähne eines Zahnrades nicht abbrechen, wenn da der Motor abruppt stoppt. Wenn der Roboter jetzt aber so ca. 70kg wiegt und sich mit 7km/h fortbewegen kann, dann habe ich eine ganz andere Energie.

Irgendwie habe ich das Gefühl, dass ich sehr viele sehr richtige Entscheidungen treffen muss, damit der Roboter am Ende funktioniert.

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Ich dachte erst Du bist ganz neu und frisch in dem Thema drin laut Deiner ersten Frage, Dein zweiter Post drückt aber das Gegenteil aus.

Big Dog: Ein so großer Roboter benötigt in der Tat einiges an Vorplanung bevor man überhaupt ersteinmal ein einziges Teil zugesägt hat. Bei derartigen Robotern steigt der Schwierigkeitsgrad in allen Bereichen ausserdem steil an.
Ebenso der finanzielle Aufwand die passende Hardware zu bekommen.

Das ganze nennt man auch "Maschinenbau", kann man sogar studieren...

Wenn du eine ungefähre Vorstellung vom geplanten Roboter hast, dann helfen 3D CAD Programme, das Gefühl für sein Aussehen zu bekommen. Es kostet natürlich Zeit sich in eine neue CAD Software einzuarbeiten, aber es lohnt sich wie ich finde.

Ich selber zeichne das grobe mit SketchUp in 3D. Für genauere Detail-Zeichnungen (z.B. Getriebe) bleibe ich bei 2D und nehme LibreCAD. Als Einstieg zu einem neuen Modell nehme ich vorhandene Teile (in dem Fall wäre das z.B. der Greifer), zeichne sie in Sketchup nach und fange an, weitere Teile dran zu zeichnen. Im 3D Modell kann man dann in etwa die Volumen der verbauten Alu-Profile, Gewicht, Massenträgheitsmomente usw. abschätzen.

Profi-CAD-Programme können Volumen, Masse, Trägheitstensor, Schwerpunkt etc. sogar genaustens berechnen, allerdings kosten die dann auch entsprechend (es sei denn, man kommt irgendwie anders ran, zB. Sudentenversion oder sowas).

Das Problem mit den Motoren kann man so lösen:
Man schätzt etwa ab, welche Motoren für die Aufgabe in Frage kommen könnten und bildet sich daraus einen Mittelwert der Motormassen, mit der man dann rechnet. Wenn man dann genauer ausgerechnet hat, welcher der Motoren dann am ehesten in Frage kommt, rechnet man nochmal mit den tatsächlichen Motordaten nach, ob immernoch alles erfüllt ist. Wenn es um mehrere unterschiedliche Motoren geht, die sich auch noch gegenseitig beeinflussen (was ja bei einem Roboterarm der Fall ist), muss man natürlich in allen Rechenschritten alle Motordaten berücksichtigen. Wenn man keine Ahnung hat, welche Motoren in Frage kommen würden, muss man irgendwie eine geeignete Überschlagsrechnung machen. Letztendlich nimmt man meist eh einen etwas größer dimensionierten Motor, um genug Reserven zu haben.

Es macht sich ganz gut, solche Berechnungen beispielsweise in Excel zu machen, da sich dort Zahlen recht einfach austauschen lassen.

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