Projekt: Intelligentes roboterbein controllerboard

[Distel]

Moin,

Arm bis Hand bzw. Bein bis Fuss haben genau die gleichen Freiheitsgrade. Das liegt daran, dass beide ursprünglich der Fortbewegung dienten. Schulter bzw. Hüft haben drei Freiheitgrade, das Knie/Ellenbogen einen, und das Hand- und Fussgelenk zwei. Dazu kommt noch die Verdrehung von Elle und Speiche, also sieben je Extremität

Du widersprichst dir selber. Die 6 Freiheitsgrade des menschlichen Beines sind klar. Elle und Speiche gibt es aber nur beim Arm und durch diese besondere Anordnung einen zusätzlichen Freiheitsgrad (ohne zusätzliches Gelenk).

Es ist ein Trugschluss zu glauben, dass man für eine effiziente Fortbewegung möglichst viele Freiheitsgrade braucht. Elemente zur Energie-Zwischenspeicherung (z.B. Federn) wären da wichiger.

Des weiteren spielen bei der Fortbewegung auch andere Körperteile (v.a. die Wirbelsäule) eine wichtige Rolle, ohne die Höchstleistungen (auch im Bereich der Energieeffizienz) nicht möglich wären.

Und so lange wir Zweibeiner mit sechs oder weniger Gelenken bauen, werde wir auch nicht effizientes Gehen erleben.

Nee. Wie beschrieben - siehe oben. Aber 6 Freiheitsgrade pro Bein sind beim Zweibeiner, glaub ich, ein Muss.

Außerdem soll ja auch kein Zweibeiner gebaut werden. Sondern irgendwas mit mehr Beinen. Da sollte man meiner Meinung nach (und der Meinung vieler anderer) nicht mit Gelenken übertreiben. Es bringt einfach keinen Vorteil für die Fortbewegung.

Gruß,
Distel

[HannoHupmann]

Meiner Meinung nach haben die Insekten es geschaft die Fortbewegung auf Beinen zu perfektionieren. In Relation zu ihrer Körpergrösse kommen sie leicht auf x100 Länge und 200x (EDIT: Wiesenschauzikade schafft sogar x400 die Körperhöhe) Höhe im Sprung. Selbst die Geschwindigkeit dürfte deutlich höher sein als die von bekannten Tieren. Was jedoch am meisten dafür spricht ist, dass diese Viecher nur sehr wenig Steuerleistung besitzen und einen sehr geringen Energieverbrauch haben.
Am klügsten ist es also sich die Beinchen der Insekten genau anzusehen und daraus die Anzahl der Gelenke und Freiheitsgrade zu extrapolieren.

[matthiasm]

Noe, ich hab mir nicht widersprochen. Im Bein heissen Elle und Speiche eben Schienbein und Wadenbein. Wenn diese beiden sich nicht gegeneinander verdrehen liessen, könntest Du z.B. nicht Motorrad fahren. Test: auf einen Stuhl setzen, Füsse flach auf den Boden, und dann die Zehen zueinander drehen. Also doch sieben Freiheitsgrade.

Es geht auch nicht darum, so viele Freiheiten wie möglich zu haben, sondern darum, das beim Menschen Arm und Bein fast gleich aufgebaut sind, und der 7. FG hier sinnvoll ist.

Bei Insektenbeinen ohne Fuss ist das natürlich ganz etwas anderes, da hast Du völlig recht. Da reichen drei Achsen pro Bein, das es keinen Fuss gibt, aber dafür braucht man mindestens vier Beine um laufen zu können.

Bei einem Hexapod kommt man dann mit zwei gelenken pro bein aus. Witzigerweise hat ein minimaler Zweibeiner genau so viele Gelenke wie ein minimal Vierbeiner oder sogar ein minimaler Sechsbeiner, nämlich 12.

Magie

[Distel]

Mit Schien- und Wadenbein haste natürlich recht. Mein Fehler.

Die Sache ist einfach die, dass AmyS3 argumentiert hat, so viele Freiheitsgrade pro Bein sind sinnvoll, weil der Mensch sie auch hat. Wie du aber bereits geschrieben hast, trifft das bei nem Zweibeiner zu, bein nem Vier- oder Sechsbeiner, braucht man aber pro Bein nicht so viele Freiheitsgrade.
Folglich ist ein Hexabot mit 7 Freiheitsgraden pro Bein, meiner Meinung nach, einfach unsinnig.

Gruß

[matthiasm]

Ja, da hast DU völlig Recht. Ich habe das wohl ein wenig zu sehr aus dem Zusammenhang gerissen betrachtet.

[HeXPloreR]

hallo alle zusammen,

ich frage mich immer noch nachdem ich das alles hier gelesen habe...wozu soll der bot denn gut sein??..er soll sich in mehrere teile aufteilen können, die sich autonom in der umgebung bewegen können und dann auch noch irgendwie über solarzellen zusätzlich energie einspeisen bzw aufladen??!...nun frage ich mich aber was ist denn wenn dir deine sechs beinchen in der umgebung auf pause schalten weil nix mehr mit strom ist? wie kommt denn dein body-bot an diese wieder ran?-oder willst du dann hinlaufen und helfen?

-also meiner bescheidenen meinung nach, ist das eine sehr kostspielige art seine irgendwie erworbenen ICs und chips mit 10-20k-euronen zu umbauen...aber das muß ja jeder selber wissen

Da würde ich persönlich also um einiges kleiner gestallten und mir quasi ne miniatur dieser idee bauen!! Würde dann pauschal nicht über 5k-euronen ansetzen und zeigt mir auch ob es machbar ist oder nicht...das teil könnte dann ja auch auf nen miniaturbaum klettern wenn ich schon sonst keinen weiteren sinn darin sehe

die idee finde ich echt klasse, nur die dimension eines halben industrieroboters, oder was auch immer, in der gegend rum liegen zu sehen missfällt mir etwas arg.

mfg

HXPR

[AmyS3]

so ich bin auch mal wieder da

sry das ich mich solange ned in meinem thread gemeldet hab und thx für das rege interesse!

ich möchte dabei etwas richtigstellen.
ich habe nicht 7 gelenke gewählt und dabei nur auf meine eigene anatomie oder die der tierwelt als maßstab genommen.

sonder ich habe mir ernsthaft gedanken darüber gemacht.
ich hab sogar schon mit dem gedanken gespielt mir son skelett ausm bio unterricht zu besorgen, und einfach einen "richtigen" arm funktionsfähig zu machen.
aber die idee hab ich wieder verworfen. .... vorerst...

was ich bisher nicht erwähnt habe, ist das sich das robobein aufgrund der vielen freiheiten sich ohne body autonom bewegen können soll, um z.b. einen body ohne beine anzusteuern und sozusagen sich selbst an dem body befestigen durch den body connector.



kleines fallbeispiel:
der roboter hat durch einen sturz (soll eigentlich nicht vorkommen) alle seine vorhandenen beine zerstört, und auch seine eigenen solarzellen geschrottet.
der body an sich funzt noch, jedoch kann sich nicht mehr selbständig bewegen oder seine accus aufladen.
der body stößt die defekten beine ab, geht in einen art standby und sendet via funk ein "beinrequest".
aus einem ersatzteil lager/kiste empfängt ein(oder mehrere) bein dieses signal, und macht sich selbsständig "auf den weg" zum body, und dockt sich an diesem an, und versorgt ihn mit dem strom von den bein solarzellen.

klingt vielleicht etwas utopisch, ist jedoch durchaus machbar.


außerdem möchte ich die möglichkeit haben mit dem bein einmal um den body "rumfassen" zu können, da ich mir auch vorstelle das an dem beinende das normalerweise den bodenkontakt hat zusätzliche tools angebracht werden können wie z.b. ein greifer, kamera oder ähnliches.
dann soll das bein sozusagen als arm fungieren.

an dem bodyconnector tüftel ich immernoch rum und überlege wie ich den am sinnvollsten gestalte.

die trennung soll übrigends von beiden seiten gehen also bein kann abkoppeln, und body kann abkoppeln.
als verbindungsstück wird eine art "zapfen" dienen, die entweder am body, bein, beiden oder garnicht drann ist.
also der soll halt nur als verbinder dienen wie beim lego die kleinen stecker mit denen man zwei "loch bausteine" miteinander verbinden kann.
hab grad kein bild bzw. son stecker zur hand.

der body selbst besteht nicht nur aus einem einzelnem rumpf, sondern ist eher eine runde scheibe, mit 4 oder mehr solcher connectoren um mehere "rümpfe" miteinander zu verbinden bzw. mit unbekannter anzahl beine ausgestattet werden, damit auch sehr komplexe bewegungen zu ermöglichen.
wie z.b. wie ein freeklimber "unter" einer felswand entlang zu klettern.

mein robi soll nicht einfach nur laufen können wie ein "normaler" hexa.
dann hätten pro bein ja 2-3 gelenke gereicht.

aber um um ein objekt herumzugreifen oder im "kamera arm modus" tief in eine felsspalte/loch/tunnel? hinein zu sehen braucht man halt mehr gelenke.
dabei würde aber der reifen für die ebene fortbewegung stören denke ich mal.
aber das kann man ja möglicherweise auch modular bewerkstelligen.


ist unter umständen schwer zu verstehen, aber ich tu mich immer ein wenig schwer das was sich mein krankes hirn ausdenkt in texte zu fassen.

p.s.: die chips die ich habe sind nur für einen prototypen gedacht.

so long AmyS3

[HeXPloreR]

hey AmyS3,

zu deinem connector fällt mir eigentlich nur dieser Stecker ein der so einen drehring mit drei bolzen drin hat --> ein dreifacher Bayonett-Verschluss , gibs auch mit gewinde, aber denke zum schnellen lösen bzw immer wieder taugt das nicht so. Darin könntest du dann alle möglichen anschlüsse verbinden du die brauchst, man muß den stecker eben nur groß genug dimensionieren, aber da sehe ich bei der größe deines bots keine probleme...allerdings sollte man vorher wissen was denn alles darüber übertragen wird, glaube bei dir war es j asowieso nur strom ??! aber dennoch sollte der stecker/connector einen gewissen durchmesser haben um auch als widerlager für spätere Schritte mit dem ganzen zuwirken.

[AmyS3]

ich habe mal angefangen den body connector grafisch darzustellen.

ist noch nicht ganz fertig, aber mann kann sich schonmal nen bild davon machen.

das erste bild ist ein x-ray export von sketchup.
das runde teil darauf it eine art führungs zapfen, der ausgefahren werden kann, und bis zum ende seiner führungsbahn richtung mittelpunkt vom connector,
hingeschoben wird.
davon gibt es natürlich dann insgesamt 3.
an der mechanik dafür tüftel ich noch.

das zweite bild ist ein monochrom export mit nahaufnahme der gegenläufigen führungs lager (keine ahnung wie ich das nennen soll^^),
in denen die zapfen eingeführt werden.

naja guggt euch die bilders einfach mal an.

@klingon77: das währe doch grade für dich interessant.

EDIT: hier noch die sketchup datei wer weiter daran fummeln will

[AmyS3]

hoppla das sketchup anhang hat er beim oberen post ned reingenommen.

dann hier einfach nochmal ^^

ach weils eine unbekannte endung war. ich sollte ein zip benutzen... lol

edit: hier nochmal ne x-ray nahaufnahme im farb modus. da kann man alles sehr gut erkennen.