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Bitte beachte, bei der Rechnung haben wir bisher nur die statischen Kräfte betrachtet. Streng genommen müsste man auch noch die dynamischen Kräfte ansehen :-D :-D. Gerade wenn es um "Treppe rauf hoppeln" geht, dann wird es notwendig. Man muss sich aber nicht mehr Aufwand als nötig machen, aber statisch, sollte die ganze Sache schon "stehen"!
Aus was für einem Material sind eigentlich die Fussspitzen?
Gut, ich hab dann nochmal eine Skizze gemacht:
Anhang 27321
In grün hab ich noch zusätzlich die für das Gummi wirksame Hebellänge eingezeichnet. Würde sich das Bein nun anheben, würde der Hebel kürzer werden, während das Gummi sich leicht verlängert. Das Gummi lässt sich auch noch verschiedenartig ausführen, entweder man nimmt ein dickes Gummi, das nicht sehr stark vorgespannt (also gedehnt) wird oder ein dünneres Gummi, das stärker vorgespannt wird. Im ersteren Fall würde sich die Kraft sehr stark mit der Dehnung ändern, im zweiteren Fall nur wenig, während die Vorspannung dafür sorgt, dass die Kraft hoch genug ist. So müsste der Servo im angehobenen Zustand weniger gegen die Gummis arbeiten, als wenn das Bein unten ist. Die kritischste Stelle wäre dann, wenn das Bein gerade den Boden verlässt, weil dann die Federkraft, die eben noch das Gewicht des Roboters gehalten hat, auf die Servos fällt. Daher müsste die Federkraft auch im Idealfall so hoch sein, dass der Servo in beiden Fällen etwa gleich belastet wird, da so die Kraft gleichmäßiger verteilt wäre.
Achja, ich würde vielleicht eher auf Zugfedern umsteigen, hab bei meinem Roboterarm auch Gummis verwendet und der Effekt der Alterung macht sich extrem bemerkbar. Kann durchaus sein, dass die Gummis schon nach wenigen Wochen morsch werden und im schlimmsten Fall einfach zerfallen. Wenn nicht das, dann verlieren sie aber zumindest mit der Zeit ihre Zugkraft.
Edit: auf dynamische Kräfte kommt es eigentlich erst dann an, wenn sich der Roboter ein bisschen schneller bewegen soll. Solange er im Schneckentempo bleibt, sind die erstmal nicht so wichtig.
@Geistesblitz: ...verstehe! Dann müssten die Gummis irgendwie rechts und links vom Bein laufen, damit sie nicht an der Achse, die aus einem dicken Servo besteht, hängen bleibt. Ich grübel mal nach...
@Hanno: Ok, 8 x 200Ncm für die Schultergelenke sind Minimum.
Die Füße bestehen aus diesem Material:
https://www.shapeways.com/materials/elasto-plastic
Das Zeug ist aber bei weitem nicht so elastisch und gummiartig wie das anmutet. Durch den leichte Gummierung und die Riffelung der Füße sollte das für normalen Boden aber ausreichen.
Bei deiner Spinne könntest du auch eine kleine runde Platte nehmen, die in der x-Achse schwingen kann und die durch einen Federmechanismus grob in Stellung gehalten wird und sich dem Winkel des Bodens anpasst.
Da drunter einfach ne Gummischeibe.
Ich würde bei der Skizze von Geistesblitz noch genau am Drehpunkt des Servos einen Stift vorsehen, so dass das Gummi um diesen gelenkt wird. Hätte den Vorteil, dass keine "negativen kräfte" beim Anheben des Beins auftreten würden.
Dann würde aber der Vorteil des "kleinen Hebels" nicht mehr da sein.
Na doch, der Stift würde quasi als Anschlag dienen und wenn der wirklich entlang der Servoachse verläuft, ist kein nennenswerter Hebelarm vorhanden, wenn sich das Bein über die obere Nullstellung bewegt. Darunter kann das Gummi seine Kraft dann entfalten.
Ich stehe schon wieder auf dem Schlauch... So?
Anhang 27326
Sorry, dacht am drehpunkt des Servos wäre deutlich genug gewesen.
Hab mal mit meinen überagenden Paint künsten rumgepfuscht.
Wenn du bei Geistesblitz Idee das Bein zu weit hebst, dann ziehen deine Gummis das Bein irgendwann nach oben, was du ja nicht willst, deswegen im Drehpunkt einen Stift, der das Gummi bei einer zu weiten Bewegung nach oben umlenkt und somit der Einfluss des Gummis nahezu Null wird, aber nie das Bein nach oben zieht.
Anhang 27327
Hier mal das Bild, das erste ist etwas übertrieben dargestellt, die Halterung das Gummis ist normalerweise auch immer an der selben Position, also nur zum verdeutlichen um was es mit ging.
Ja, gelesen hab ich das, aber die Info muss irgendwo auf der Großhirnrinde verschollen gegangen sein...#-o
Jetzt hab ichs verstanden und die Idee ist natürlich gut und wird eingearbeitet! ;-)
Der Umbau des Standard-Robbe-Servos S3071MG-HV-S.BUS zum Robot-Servo geht weiter. Die 3D-Teile hab ich in erster Version erstellt und schicke die Daten morgen zu Shapeways.
Bild hier
Das schwarze Servo ist das hitec-Servo, welches ersetzt werden muss. Die Aufnahme ist durch das Viereck universeller, man könnte das Servo auch 90° gedreht darin unterbringen, unten das Kugellager dürfte auch besser sein, als die angeschraubte Plastik-Scheibe beim hitec. Und schließlich kommt oben ne ordentliche Alu-Servoscheibe von Servocity drauf.
Problematisch war, die original Gehäuseteile des robbe-Servos abzumessen. Gerade im Inneren liegt die Genauigkeit höchstens bei 1/4mm. Ich schätze also, dass ich noch ein paar mal korrigieren muss. Anschließend kommen dann die Teile für das kräftige Servo dran, in der Hoffnung, dass die Gehäuseteile nahezu identisch sind...