Hallo zusammen,
ich bin wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Mechatronik im Maschinenbau der Technischen Universität Darmstadt, und für meine Dissertation möchte ich einen humanoiden Roboter konstruieren, dessen Arme relativ große Beschleunigungen mitmachen, allerdings nur geringe Lasten tragen und eine Fläche von der Größe eines Pizzatellers treffen müssen. Dabei ist der Ort des Treffers auf der Fläche mit großer Toleranz bemessen (+- 50mm), der Trefferzeitpunkt muss jedoch präzise einstellbar sein, ähnlich etwa wie bei einem Schlagzeuger. Die Armbewegungen beim Schlagen der Flächen sollen denen eines Menschen möglichst ähnlich sein. Die Aktoren in den Handgelenken müssen mindestens 5 Vor- und Zurückbewegungen in der Sekunde machen können, also 5 Hz, besser etwas mehr. Die dabei gefahrenen Weg-Amplitude betrgägt etwa 50mm, bei minimaler Last (etwa Masse eines Schlagzeugstockes + Masse des beschleunigten Greifers). Man stelle sich einfach die mechanische Abbildung eines Schlagzeugers vor, der die programmierten Sequenzen spielt, natürlich als Sequenz programmier- und abspielbar. Der Roboter muss weder laufen, noch sehen noch hören können. Die Auslösung der vorprogrammierten Weg-Zeit-Verläufe der einzelnen Achsen soll via MIDI geschehen, ein Protokoll, mit dem auch Synthesizer und andere elektronische Musikinstrumente angesteuert werden. Die Übersetzung in ein für die Aktoren verständliches Signal sollte eigentlich das geringste Problem sein. Das Budget ist relativ klein, etwa 1000 € /Monat. Ende des Jahres soll der Roboter Schlagzeug spielen können. Ich habe den RB-1000 von Graupner gesehen und war danach der Meinung, dass das oben beschriebene Projekt mit dem zur Verfügung stehenden Geld realisierbar ist, d.h. ein dem RP1000 sehr ähnlicher, modifizierter Roboter in Menschengröße zu bauen ist, der sich wie ein Schlagzeuger bewegen kann. Sehr gerne würde ich dabei auf die von Graupner angebotenen Programmierungssoftware zurückgreifen können.
Ein erstes kinematisches Modell sieht etwa so aus:
1. Fußgelenke: jeweils 1 Freiheitsgrad (Heben und Senken des Fußes, max. Weg-Amplitude 50mm bei bis zu 5 Hz, Last = Eigenmasse+Trägheitskräfte + ca. 500g )
2. Hüfte: Ein Freiheitsgrad (Drehen des Oberkörpers), der Roboter ist sitzend fest montiert.
3. Schultergelenke: Jeweils 2 Freiheitsgrade (Drehung in Armachse, sowie Heben und Senken des Oberarmes)
4. Ellenbogen: jeweils 2 Freiheitsgrade (Drehung in Armachse sowie Beugen und Stecken)
5. Handgelenke: Jeweils 1 Freiheitsgrad (Hin- und Herbewegen der Faust mit Stock, 50mm Wegamplitude bei 5 Hz praktisch nur unter Eigenmasse und Trägheitskraft der Faust)
6. Kopf: 2 Freiheitsgrade (Drehen und Nicken)
Wichtig: Der Weg-Zeit Verlauf muss für jede Achse detailliert programmierbar sein, je intuitiver, desto besser, etwa durch Führen der Hand/des Armes/ und Aufzeichnung der kombinierten Bewegung.
Meine Frage ist jetzt an die erfahrenen Roboterbauer unter euch gerichtet:
Habe ich mit meiner Annhame recht, ist das mit moderatem Budget realisierbar, wenn alle Entwicklungs- und Konstruktionsarbeit selbst geleistet wird ?
Zweite Frage: Welche Bauteile, speziell welche Aktoren welcher Hersteller kommen für mich in Frage, bzw. welche erhältlichen. fertigen Baugruppen kann man verwenden und was kosten sie ungefähr ? Kann ein kleiner, ausgemusterter Industrieroboter (welcher? ) helfen oder sind die alle viel zu groß und zu stark ?
Am liebsten würde ich den RB-1000 einfach in Menschengröße nachbauen, etwa bis zur Hüfte, dann die Arme modifizieren. Was brauche ich dafür ?
Für alle Anworten höchst dankbar,
Ranx
