Beinmechanismus für Hexabots optimieren - gelöst

[vohopri]

Ja,
es ist anscheinend nicht so leicht, sich auf ein anderes Thema ein zu stellen. Besonders die Umstellung von der Beschreibung fertiger Konzepte auf ein offenes und kreatives Entwickeln von Neuem ist nicht jedem gegeben. Macht ja nichts. Wenn einem die Argumente ausgehen, kann man immer noch dem Neuen ein doofes Aussehen zuschreiben.

Sieht zwar wirklich etwas doof aus....

Na ja, nichts desto weniger habe ich ein wenig Mechanismenforschung betrieben und auch Animationen programmiert und da hat sich herausgestellt, dass es mehrere Lösungen gibt, um die Servokraft Energiesparender und Kraftsparender im Krabbelbein ein zu setzen, als das herkömmlicherweise gemacht wird. Sowohl Schubgelenk - Kniehebel, als auch Viergelenk - Kniehebel haben sich als geeignet erwiesen. Auch hat sich gezeigt, dass es solche optimierte Lösungen gibt - die von der Drehachsenanordnung her- sehr ähnlich den herkömmlichen Konzepten sind.

liebe Grüsse und weiterhin alles Gute,
Vohopri

[HannoHupmann]

Ohje da werden mir ja sachen unterstellt.
Meistens sehen technische Entwicklungen nur dann doof aus, wenn sie noch nicht fertig sind und von fertig kann bei der Prinzipskizze keine Rede sein. Aber ich frag mich warum du nochmal zurückschiessen musst, ich hab dir doch schon recht gegeben.
Du kannst ja mal einen Prototypen bauen, erst dann sieht man ob ein Konzept nicht nur in der Theorie sondern auch in der Praxis aufgeht.

Deine Mechanikforschung in allen ehren, aber ich halt mich an einen Baumeister der Millionen Jahre Erfahrung hat: die Natur. Wenn man sich die Beine dieser genauer ansieht, wird man ein relativ einfaches Konzept erkennen, welches die Hexabauer hier auch nachbauen. Der Grund ist recht einfach, sobald man ebenes Gelände verlässt ist dieses Konzept am günstigsten.
Meine Hexabastelein dienen eingentlich immer dazu das bisherige Gesamtkonzept des Vorgängermodells zu verbessern. So wird es wohl auch in nächster Zeit weiter gehen.

[Manf]

Ich meine auch, dass ein paar Betrachtungen von Beispielen in der Natur ganz sinnvoll sein können, denn so eine Spinne hat ja auch kein Interesse daran mit gespanten Muskeln ihre Pausen zu verbingen.
http://www.oldskoolman.de/natur/insekten/?page=2

Hier war noch ein Foto von einem Weberknecht in der Frühstückspause.
http://picasaweb.google.com/Makrofot...25270573484498
Bild hier  

[robocat]

Deine Mechanikforschung in allen ehren, aber ich halt mich an einen Baumeister der Millionen Jahre Erfahrung hat: die Natur. Wenn man sich die Beine dieser genauer ansieht, wird man ein relativ einfaches Konzept erkennen, welches die Hexabauer hier auch nachbauen.

in der natur werden bewegungen fast nie durch kräfte direkt am gelenk (also durch ein drehmoment) erzeugt, sondern durch kontraktion und hebel. so gesehen ist vohopris´s modell näher an der natur als das gängige hexbot-modell. man kann aber nicht pauschal sagen, dass etwas nichts taugt, weil es die natur anders macht. fahrzeuge mit rädern oder ketten findet man in der natur ja nicht, und funktionieren trotzdem recht gut.

gruesse

[fumir]

ich würde gern wissen, warum die Beine der Hexabots so oft so konstruiert werden, dass das Halten des Eigengewichts Strom verbraucht. ...

prinzpiell hat es mit der mechanik überhaupt nichts zu tun, ob zum halten energie verbraucht wird. (man könnte z.b. die gelenke durch ne bremse blockieren)

beim mensch wird z.b. immer energie im muskel verbraucht, auch wenn er nicht bewegt wird. dagegen verbrauchen gewisse insektenmuskeln nur energie wenn sie bewegt werden. das ist ne frage des muskelaufbaus.

es kommt also auf den antrieb der gelenke an und nicht auf die geometrie des beines.
ein Schrittmotor benötigt natürlich strom um eine haltekraft zu erzeugen. aber wenn man z.b. ein schneckengetriebe einbaut, dann benötigt man wesentlich kleinere haltekräfte/strom.

wenn ein roboter steht dann benötigt er dazu erst mal gar keine mechanische energie/arbeit. energie ist erst mal nur nötig, um z.b. ein bein gegen die kraft des darauf lastenden roboters zu bewegen.

schaut man sich nun z.b. einen schrittmotorantrieb eines beines an, so stellt man fest, dass auch hier keine energie verwendet wird, um die gelenkstellung zu halten! die energie wird vielmehr benötigt, um den strom durch den motor fließen zu lassen, also um den ohmschen leitungswiderstand zu überwinden. mit nem supraleitenden motor wäre das nicht so: der strom würde einfach weiterfließen, ohne das dazu energie nötig ist. die magnetfelder wären weiter stabil, der motor würde ein permanentes haltemoment erzeugen, ohne dazu energie zu benötigen (leider ist das eine idealisierung, von der die technik noch ne ecke entfernt ist)

wenn sich der Schrittmotor dreht, sieht die sache ganz anders aus: jetzt wird elektrische energie in mechanische energie umgewandelt (zusätzlich zur elektr. energie die in nem üblichen Schrittmotor ständig sinnlos in wärme umgewandelt wird)

die energie die man dann zum bewegen braucht ist aber auch wieder nicht von der beingeometrie abhängig, sondern von der gewichtskraft auf das bein und der höhe, um die das bein verändert wird (anheben des roboterschwerpunktes)

könnte man eine perfekte laufmaschine bauen, dann würde sie (auf perfektem untergrund und im vakuum) keine energie benötigen, um zu laufen, sondern nur zum beschleunigen und abbremsen. es geht also eigentlich mehr darum, sich diesem ideal zu nähern.
ein wichtiger punkt in der praxis dürfte dementsprechend sein, den schwerpunkt des roboters möglichst auf gleicher höhe zu halten, und die antriebe so zu gestalten, das nicht ständig viel energie beim halten der gelenkstellung in unnötige wärme umgewandelt wird.

ps. es gibt in der nanotechnik linearantriebe die ähnlich wie ein muskel arbeiten (ineinanderhaken) und die dementsprechend keine energie zum halten benötigen.
dürfte aber hier nur für wenige interessant sein, oder?