monoleg - Der einbeinige Roboter

[radbruch]

Hallo

So in der Richtung hatte ich mir das gedacht:

Bild hier   Bild hier   Bild hier   Bild hier  

Aber so wirklich funktioniert es noch nicht, die Räder sind wohl noch zu unrund:

Bild hier   Bild hier  
http://www.youtube.com/watch?v=4iHfCrslCZo
http://www.youtube.com/watch?v=622prENvZwA

Da ich die Achsen nur mit roher Gewalt aus den Rollen rausbekomme, muss die Halterung einen Ein-/Ausbau der Rollen mit Achse ermöglichen. Das ist mit Aluprofil nicht so einfach zu verwirklichen.

mic

[Klingon77]

hi,

damit sie besser rund laufen bräuchtest Du die Rollen zwei mal nebeneinander.

Dabei müssten sie so versetzt werden, daß die zweite Reihe immer mit einer Rolle auf dem Boden aufliegt, wenn die erste Reihe so steht, daß zwei Rollen den Boden gleichzeitig berühren.

Das vor- und zurückfahren beim eigendlichen querverfahren resultiert wohl aus der unterschiedlichen "Lagerreibung" der Rollen am Rad und dem unterschiedlichen Abstand der Rollen zum Boden.

Wenn es "nur" eine Studie sein soll, wäre ich damit schon sehr zufrieden.

Mit einfachsten Mitteln, ohne große Kosten einen wirklich guten Erfolg erziehlt.

Wenn es aber eine dauerhafte Anwendung werden soll, würde ich die Rollen mechanisch optimieren.

Du müsstest auch auf die Servolagerung achten.
Die zulässigen Radialkräfte sollten auf Dauer nicht überschritten werden.

liebe Grüße, Klingon77

...der immer wieder beeindruckt ist, mit welcher Geschwindigkeit Du tolle Ideen umsetzt.

Bei mir dauert das immer "ewig", bis was "aus der Maschine fällt"

[radbruch]

Bei mir dauert das immer "ewig", bis was "aus der Maschine fällt"

Dafür sind deine Werke auch handwerklich vorbildlich...

Das soll natürlich erstmal nur eine kleine Studie sein. Ich bin mir nicht sicher ob das zu erwartende Ergebniss den großen Aufwand an Mechanik und Software rechtfertigt. Das Mecanum-sliden sieht zwar sehr geschmeidig aus und ermöglicht einem kamerageführten Greifarm große Beweglichkeit (besser wäre wohl nur noch ein Luftkissen), aber ein einfaches zweirädriges Fahrwerk mit Stützrolle (wie beim Gabelstabler) ist auch sehr beweglich und erheblich einfacher aufzubauen und zu steuern.

btw ist das Steuern der Beine mit einem tiny13 auch nicht so einfach. Zum einen ist da das mathematische Problem. Ich werde die Beine wohl in Dreiecke zerlegen und über trigonomische (integer-)Funktionen die Bewegung des Aufsetzpunktes auf dem Boden errechnen. Zum anderen ist es in dem tiny schon recht eng. Mit internen 9,6MHz-Takt ist er zwar flott, aber mit 1k flash und je 64bytes ram/eeprom ist sehr wenig Platz für komplizierte Formeln oder vorberechnete Bewegungsabläufe.

mic

[oberallgeier]

Hi, mic,

... über trigonomische (integer-)Funktionen ...

Zu Zeiten von Z80 hatte ich das Problem mit Rechengeschwindigkeit und transzendenten wie z.B: trigonometrischen Funktionen. Bei den Winkelfunktionen (hier: bei Koordinatentransformationen) hatte ich mich mit dem Pythagoras gerettet. Mit ein bisschen Grips ging das prächtig, ich musste nur eine Wurzel berechnen. Und hatte tatsächlich einen bedeutenden Geschwindigkeitsvorteil gegenüber den Kollegen die "einfach" mit den Winkelfunktionen gerechnet hatten.

Aber für den tiny13, fürchte ich, ist das alles etwas viel. Denn dummerweise wird üblicherweise in der numerischen Mathematik auf digitalen Rechnern die Wurzel auf logarithmischen Rechenwegen bestimmt. Und der Logarithmus ist schon wieder transzendent - sprich: er braucht ewig lange Rechenzeit.

Daher bewundere ich auch Deine Roboter schon von dieser Seite - also ich bewundere Deine Lösung und keinesfalls die Mathematik, die vielleicht dahinter steckt

[recycle]

Das Mecanum-sliden sieht zwar sehr geschmeidig aus und ermöglicht einem kamerageführten Greifarm große Beweglichkeit...

Mehr als ein "Dreibein" mit Omniwheels?

Zum anderen ist es in dem tiny schon recht eng. Mit internen 9,6MHz-Takt ist er zwar flott, aber mit 1k flash und je 64bytes ram/eeprom ist sehr wenig Platz für komplizierte Formeln oder vorberechnete Bewegungsabläufe.

So entschlossen wie du alleine hier in diesem Thread mal eben was auseinandernimmst und zu etwas völlig anderem zusammenzauberst, klingt das für deinen RP6 mit seinem ATMega 16 ziemlich gefährlich

[radbruch]

Hallo

Das ist wohl auch ein Grund für die vielen Basteleien, ich drücke mich vor der Progammierung.

Nur mit dem Pythagoras wird das umständlich zu rechnen sein. Ich dachte an eine kleine Sinustabelle und 8-Bit-Rechenfunktionen.

Mehr als ein "Dreibein" mit Omniwheels?

Von der Beweglichkeit gleichwertig. Der dreibeinige omniwheeler ist natürlich mathematisch auch fürchterlich. Aber mechanisch bestechend einfach. Vor allem muss man sich von den gewohnten absoluten Positionen verabschieden und fährt dann quasi "auf Sicht" mit der Kamera. Ob das auch so funktioniert wie ich es mir vorstelle wird sich zeigen. Weil ich als Plattform dafür den 4-rädrigen RP6 geplant habe, wäre ein Mecanum-Fahrwerk meine erste Wahl. Vielleicht bringt die klingonische Lösung mit den doppelreihigen Rollen die Wende im Fahrverhalten meiner selbstgebauten Räder...

Den RP6 (der hat übrigens einen 8MHz-ATMega32 an Bord) werde ich vorläufig verschonen. Falls es mit dem tiny13 überhaupt nicht funktionieren sollte, werde ich zu einem tiny45 wechseln. Die 8-Pinner sind so herrlich übersichtlich und als Einstiegskontroller genial. Außerdem passen die 5 Ausgänge super zu den 5 Servos des monolegs.

Wenn er dann mal laufen kann (letztes Ziel ist im Moment RC-gelenkt mit verschieden Gangarten/Schrittweiten/Schrittgeschwindigkeiten, daraus wiederrum könnte dann noch ein Mischer der RC-Signale für den omniwheeler entstehen...) werde ich mich wieder mehr mit dem RP6 beschäftigen. Durch seinen UART und den Bootlader ist er viel bequemer zu programieren und zu debugen wie die tinys.

Das Programmieren in Assembler habe ich aus dem Projekt gestrichen weil auch in C recht schlanker und schneller Code erzeugt werden kann. Möglicherweise reicht das zum Laufen lernen aus.

Gruß

mic

[vajk]

... nimm doch einen mega32 oder größer .. mehr an Ausgängen usw. und Bootloader gibts für alle im Netz zu finden .. ich nutze den hier http://www.lochraster.org/foodloader/, hab auch eine Variante für den 128er von fd0 bekommen Vorallem, er liegt im Quellcode in C vor ...

Deine DreibeinBiWheel-Variante ist super inspirierend ...

[oberallgeier]

Hallo mic,

wenn ich das bisher richtig sehe, fährtst Du öfters mit Servos als Antrieb. Offenbar auch mit dem Billigservo von Conrad (das ich hier vor Ort fürs Doppelte gekauft hatte). Wie lange fahren Deine Servos durch? Ungefähr, in Minuten oder Stunden? Mit welcher Spannung und Stromstärke. Ok, die Spannung macht das Batteriepack, oder? Wie lange hält das?

Ich frage, weil meine "aufgebohrten" Servos nach etwa fünf Minuten bei 5V und maximal angelieferten 0,4A pro Servo stottern und danach stehenbleiben. Vermutlich wegen Überhitzung !?!?

Wie sieht das bei Dir aus?

[radbruch]

Hallo

... nimm doch einen mega32 oder größer ..

Das ist ja nicht Sinn der Übung. Ich wollte mich langsam rantasten, erst ISP beherrschen und mich dann über einen tiny26/2313 zu mehr Pins "hocharbeiten". Außerdem wollte ich dem monoleg noch ein eigenes Steuerplatinchen auf Lochstreifenbasis mit einem tiny13 spendieren.

Ich frage, weil meine "aufgebohrten" Servos nach etwa fünf Minuten ... stottern und danach stehenbleiben. Wie sieht das bei Dir aus?

Dazu kann ich nicht viel sagen. Meine Modelle laufen immer nur ein paar Minuten ohne Unterbrechung. Dabei halten die Akkus aber recht lange. Im Modellbau werden gehackte Servos häufig als einfache und billige Getriebemotoren eingesetzt. Ein RC-Modell (ein Autole oder ein Flieger) fährt aber auch 10-20 Minuten am Stück ohne dass die Servos, trotz ständigen Lastwechsel und Stößen, den Geist aufgeben. Hast du keine RC-Anlage mit der du die Servos mal im Dauerlauf testen könntest. Vielleicht hat deine Ansteuerung ein Problem. (Unbedingt mal anschauen: http://www.goetzbirkner.de. Tolle Mechaniktipps und unter [Elektronik und Werkstatttipps] --> [Servo als Getriebemotor] eine Anleitung zum Servohacken mit einstellbarem "Totpunkt")

Bei den Mecanum-Räder habe ich nun einen neuen Anlauf gestartet. Doppelte Rollenreihen können aus Kosten- und Gewichtsgründen nicht die Lösung sein. Mein neuer Ansatz: Mit einem größeren Durchmesser und mehr Rollen überschneiden sich nun die Berührungen der Rollen auf dem Boden. Das funktioniert aber auch noch nicht richtig, weil der Längsradius der Tonnenrollen zu klein ist, da sind die Legoräder fast gleichwertig.

Nach drei Stunden hatte ich diesen Prototyp aus einer (vollen) Katzenfutterdose, dem Kabelkanalrest von der Dominorutsche und etwas Heiskleber fertiggestellt:

Bild hier   Bild hier   Bild hier   Bild hier  
http://www.youtube.com/watch?v=uezSq_QWPWQ
http://www.youtube.com/watch?v=5kzZEld3ZlM
http://www.youtube.com/watch?v=kMvZbL0RfDU
http://www.youtube.com/watch?v=uezSq_QWPWQ
(mit Teppich fährt's sich deutlich besser Bild hier  )


Wirklich spannend sind die Stellen an denen beim Drehen nur zwei Räder angetrieben werden. Hier sieht man schön wie er schwenken würde, wenn die Drehzahlen der Räder stimmen. Der Synchronlauf zwischen Servos und RP6-Antrieb ist auch noch das größte Problem. Aber da könnte die Lösung schon gefunden sein: Im RP6 sind vier Antriebe vorgesehen, die Getriebegehäuse zum Antrieb der Leerlaufrollen sind im Fahrwerk schon vorhanden, aber nicht bestückt. Vielleicht kann ich irgendwie die zusätzlich benötigten Motoren und Getriebeteile "besorgen". Dann wäre der RP6 die optimale Plattform für einen Mecanum-Antrieb!

Gruß

mic

[Klingon77]

hi,

So hatte ich mir die Radbefestigung eingangs vorgestellt.

habe nun mal ein wenig rumgelesen und das mit dem Mecanum-Rad wohl verstanden.

Der Trick mit dem Rad scheint der zu sein, den Rad-Außendurchmesser in Kombination mit der Laufrollenwölbung und dem Winkel der Laufrollen zur Achse so zu wählen, daß unabhängig von der Radstellung immer mindestens eine Laufrolle an einer Stelle den Boden berührt.

Dann benötigt man keine zweite Laufrollenanordnung.

Das Rad läuft sauber über den Boden.

Wieder was gelernt! Vielen Dank!

Gruß und weiterhin gutes Gelingen!

Klingon77