Humanoider Roboter-Torso A1

Hi Hanno,

ja, ich hatte mir den Justin dieses Jahr auf der Hannovermesse mal genauer angesehen, auch das Fahrwerk. Der Ansatz ist natürlich extrem aufwändig - zumindest im Verhältnis zu meinen Möglichkeiten. Mein Credo ist ja - aus der Not eine Tugend machend - möglichst billig und technisch einfach zu bauen. Für mich ist es erstmal okay, dass meine Plattform nur in einem Raum auf relativ ebenen Boden fahren kann. Es geht (mir) ja eher ums Prinzip. Beim Justin sieht man übrigens auch, dass wenn man es mit vier Rädern ernst meint, schon ein gewisser Aufwand in eine gefederte Aufhängung der Räder gehen muss. Ich bin aber auch garnicht so pessimistisch, dass ich mit meinen Omniwheels nicht auch 1-2 cm überwinden kann, zumindest wenn man das Hindernis einigermaßen optimal anfährt. WIe gesagt, ich probiere es baldmöglichst mal aus und werde berichten.

Gruß
Malte

- - - Aktualisiert - - -

Eigentlich habe ich etwas anderes zu tun, aber ich konnte es nicht lassen mal eben einen ersten kleinen Test zur Überwindbarkeit von Hindernissen mit den rotacaster wheels zu machen :-). Ich habe einfach einen Regalboden (Pressspanplatte) von 16.4 mm Stärke vor den Roboter gelegt, ihn so gut es ging festgehelten und bin dann draufgefahren. Das Video zeigt, dass es geht. Allerdings stellt das Hindernis eine Störung dar, die dazu führt dass man etwas "vom Weg abkommt". Reine Odometrie hätte hier also durchaus ein Problem (hat sie aber ja eigentlich immer). Ich werde das Ganze in bälde nochmal etwas systematischer Testen.

http://youtu.be/bdw3sbeWF5E

Gruß
Malte

Das ist jetzt aber der Idealfall den du da mit deinem Regalbrett nachgestellt hast. Ich denke, dass es Schwierigkeiten gibt sobald der Roboter ungünstiger an die Kante heran fährt und die Hilfsrollen die 16,4mm überwinden müssen.

Das war jetzt etwas unausgegoren was ich da bisher abgesondert habe :-). Eines ist ja klar: wenn es um das Überfahren einer Schwelle geht, enthält der günstige Fall (grüner Pfeil in der o.g. Skizze) ja mehr oder weniger den ungünstigen Fall (roter Pfeil) bzw. das eine zieht das andere nach sich. Wenn der Roboter mir zwei Rädern über die Schwelle drüber ist, muss das hintere ja auch noch drüber. Und wenn die ersten beiden Räder entsprechend dem grünen Pfeil drüber sind, dann muss das verbleibende dritte Rad eben entsprechend dem roten Pfeil (nur in umgekehrter Richtung) noch über die Schwelle. Und genau da liegt dann das Problem. Ich habe es gerade nochmal mit einem 10 mm hohen Hindernis probiert, das parallel zum Rad liegt, das funktioniert - erwartungsgemäß - schon nicht mehr. Mir war (und ist) dieser Punkt nicht so wichtig, deswegen habe ich bisher nicht wirklich darüber nachgedacht, aber das ist schon ein Problem bei den Omni-Wheels, dessen man sich bewusst sein sollte.

Anbei nochmal die Skizze damit man nicht eine Seite zurück muss:

Anhang 26213

Gruß
Malte

Hi,

wäre evtl. ein Kegel an den Achsen der Omniwheels und Kegel unter dem Chassis eine Lösung. O.k. nicht sonderlich elegant und wegen der Reibung fraglich, aber wenn´s nur um cm geht. Außerdem könnte ja der A1 sich so drehen, dass er im günstigsten Winkel steht.

Vielleicht helfen auch kl. Zusatzräder quer zu den Omniwheels, die nicht ganz bis zum Boden reichen, insb. wenn sie nachlaufend, drehbar gelagert wären.

Urig könnte auch folgende Lösung sein: Die 3 Omniwhees treiben einen großen Ball in der Mitte an, der wiederum die Kraft auf den Boden überträgt. Drumrum wird die Bodenplatte nur durch gefederte, nachlaufende Stützräder gehalten

Christian

Hallo Christian,

ja genau, in die Richtung hatte ich eben auch schon überlegt, allerdings dann nur auf der Innenseite für das hintere Rad. Damit hätte man dann zumindest die Möglichkeit, in einer bestimmten Stellung (in Blickrichtung des Roboters) einigermaßen über eine Schwelle zu kommen. Ich finde das Problem grundsätzlich interessant, wobei es für mich erstmal nicht sooo hohe Priorität hat, weil irgendwie eh klar ist, dass der Roboter nur unter zahlreichen Randbedingungen funktioniert. Und in dem Moment wo eine Türschwelle zB eine deutliche Fase hat, verringert sich das Problem ja auch schon. Alternativ könnte man auch eine entsprechende Leiste (dreieckig im Querschnitt) vor die Schwelle legen. Aber klar, das sind alles nur Workarounds :-).

Gruß
Malte

Hallo Malte,
vielen Dank für Deine Versuche. Zumindest wird deutlich, dass Räume mit Schwellen nicht die Lieblingsumgebung für 3-rädrige Omniwheel-Fahrgestelle sind. Ich habe mir noch überlegt, ob man mit einer Drehung des Roboters um 60° nachdem die beiden vorderen Räder die Schwelle schon überwunden haben, das Problem lösen könnte. Zur Verdeutlichung eine kleine Skizze (Annahme: Roboterdurchmesser über die Radnaben gemessen 60cm, lichte Weite der Tür 80cm, Schwellenbreite 15cm)
Anhang 26229

Dein Vorschlag mit der Dreiecksleiste scheint mir von Aufwand und Nutzen die effektivste Lösung zu sein. Die Schwellen sind bei mir auch gleichzeitig Türanschlag, also ist das nur eine temporäre Lösung. Da mein Roboter aber wahrscheinlich keine Türen öffnen kann (z.Zt. will er nicht mal geradeaus fahren :mad:), werde ich ihm nach einer vorbereitenden Türöffnung eben auch noch zwei Leisten hinlegen. Das meint wahrscheinlich auch der Begriff “Service-Roboter“: Man muss vorher eine Menge Service leisten, damit der Roboter hinterher einige simple Hilfsfunktionen ausführen kann.

Nochmals vielen Dank für Deine Mühe
Günter

Hallo Malte, hallo Günter,

was für eine hübsche Diskussion mit Experimenten. Bravo Günter und bravo Malte. Und ich denke jetzt nicht mal an den Satz "... hab ich schon immer (unbewusst) befürchtet ...".

Zitat:

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... Wird ein dreirädriger Roboter mit Omniwheels ... 125mm ... Schwelle von 2cm ... überwinden ...

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Das ist wohl die wichtige Fragestellung. Ein Dreirädrer! Ich denke an den direcs1 von Markus, den kennt ihr doch beide. Der muss mit seinen vier Omniwheels wohl nicht die hier diskutierte Schwellenangst haben. Denn - er fährt wie mit Standardrädern vorwärts, hat aber in der Rangiermöglichkeit alle Vorteile des Omniwheels. Oder irre ich mich? Als Minimalist würde ich jetzt sogar (ohne sorgfältige Überlegung) meinen, dass ein Omniwheeler mit zwei starren, parallelen Omniwheels und einem (schwenkbaren) Stützrad wohl Vorteile gegenüber dem mit drei angetriebenen Omniwheels hat: billiger und keine Schwellenangst. Oder?

Nachtrag: Beim Zweirädrer-Omni ist die Parallelität der Radachsen nicht mal erforderlich, vielleicht sogar nicht sinnvoll. Winklig angeordnete Achsen, nicht unbedingt 60°, dürften in der Manövrierbarkeit bei engen Verhältnissen Vorteile bieten.

Hallo zusammen!

@Günter
Danke! Ja, das wäre grundsätzlich eine Variante. Was diesen Ansatz allerdings praktisch wieder verkompliziert, ist die Tatsache, dass man als "Trigger" für ein solches motorisches Programm die Schwelle aktiv erkennen muss. Ich weiß nicht genau, ob das zB mit der Kinect im Kopf noch möglich ist. Wenn ja, wäre es sicher mal ein schönes Experiment, das von Dir vorgeschlagene "Verhalten" mal praxistauglich umzusetzen. Am schönsten wäre natürlich, wenn das System als solches schon so robust wäre, dass es ein Hindernis wie ein Schwelle einfach überfahren kann und dann nur ggf. die dadurch hervorgerufene Störung wieder "ausnavigieren" könnte. Dass die Türschwellen auch noch eine praktische Funktion für die Türen haben, war mir irgendwie entgangen :-). Bei mir stehen die meisten (nicht alle) Türen immer offen ... Insofern ist die Dreiecksleiste vor der Schwelle u. U. wirklich nicht praktisch. Noch eine Frage offtopic: hast du irgendwo eine Doku oder einen Thread zu Deinem aktuellen Roboterprojekt (sorry falls ich ihn bisher stumpf übersehen habe)? Ich kann mich nur an einige Bilder Deines Roboterarms erinnern, das war im Zusammenhang mit dem Servogetriebe. Würde mich auf jeden Fall sehr interessieren dort mitzulesen ...

@oberallgeier
Dank auch Dir! Ich denke Du hast halb recht ;-). Für eine Geradeausfahrt über eine Schwelle ist der direcs1 von Markus sicher im Vorteil, "seitwärts" (ich denke Du weißt was ich meine), hätte er aber das gleiche Problem. Mit der vollen "Omni-Funktionalität" kommt er also auch nicht über ein Hindernis. Bei zwei parallelen Omniwheels und einer passiven Rolle geht mMn die Omnidirektionalität des Antriebes verloren weil man nicht mehr alle Geschwindigkeitskomponenten erzeugen kann (insb. Seitwärstfahrt ist nicht möglich, d.h. senkrecht zur Drehebene der Räder).

Vielen Dank fürs Mitdenken!
Malte

Zitat:

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... Bei zwei parallelen Omniwheels und einer passiven Rolle geht mMn die Omnidirektionalität ... verloren ...

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Genau, das hatte ich eben wirklich nicht durchdacht. ABER - bei sich kreuzenden Achsen - mit flachem Winkel . . . (siehe Nachtrag) ??

Ich müsste es mir mal in Ruhe überlegen, aber jetzt erstmal so intuitiv (und vorläufig): wie sollen mit nur zwei angetriebenen Rädern (und seien es auch Omniwheels) zwei senkrecht aufeinander stehende translatorische Bewegungen möglich sein? Wenn sich die beiden Räder gegensinnig (aus Sicht des Motors) drehen müsste das Vehikel vor- oder rückwärts fahren, wenn sie sich gleichsinnig drehen, kommt es zu einer Rotation. Die Dimension senkrecht-zu-vor-/rückwärts fehlt also. Oder?