[Projekt] Hexapod braucht Hilfe beim Laufen lernen

YellowWind32201 · Jul 2nd 2017

Hi,

ich habe mir einen Hexapod konstruiert, gedruckt und zusammen gebaut.
[Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/qrlecz7bbuot6as/IMG_0144.JPG?dl=1]

Verbaut wurden:
Raspberry Pi 3
Adafruit 16x Servo HAT
SunFounder Lithium Battery Pack (Raspberry)
4x Mignon (Servo's)
12x SG90 Servo

Der kleine bringt 650 Gramm auf die Waage

Jetzt kommt der Moment wo ich trotz google nicht weiter komme. :s

In welcher Reihenfolge müssen sich die Beine, z.B. beim vorwärts Gehen bewegen?

google geht mir das Thema zu wissenschaftlich an. Ausserdem habe ich nur 12 Servo's und keine 18. Mir fehlt also ein Gelenk

Ich würde mich über hilfreiche Beiträge von Euch freuen.

Es geht mir nicht um fertigen code - schreiben würde ich das Ganze in Python -

Bernd666 · Jul 2nd 2017

Moin oldster,

tolle Arbeit!!

Das Teil hat 6 Beine?
2 vorne und 2 hinten. Und jeweils ein Bein an der Seite?
Was machen deine Servos? Heben, Senken, Vorwärts und Rückwärts.

Ich denke das sind erstmal die Grundfragen.

Gruss Bernd

YellowWind32201 · Jul 3rd 2017

Hallo Bernd,

Servo's 1-6 sind am Rahmen und sind für die Vorwärts-/Rückwertsbewegung. Mittelstellung ist Ausgangsposition.
[Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/r44y0gxuo503cya/IMG_0149.JPG?dl=1][Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/6z71yuq51mvojx6/IMG_0148.JPG?dl=1][Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/sx23bv9xm02ouev/IMG_0150.JPG?dl=1]
Servo's 7-12 heben die Beine. Mittelstellung ist auch hier wieder die Ausgangsposition.
[Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/eu29u36qck4ihjm/IMG_0146.JPG?dl=1][Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/m0tly14wyhilb9w/IMG_0145.JPG?dl=1][Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/b2m1hzr7sv1fd0a/IMG_0147.JPG?dl=1]

Die Aufteilung währe so:

Servo 1+7 - vorne links
Servo 2+8 - Mitte links
Servo 3+9 - hinten links

Servo 4+10 - hinten rechts
Servo 5+11 - Mitte rechts
Servo 6+12 - vorne rechts

Gruß Wilfried

Manul · Jul 3rd 2017

Ich habe zugegebenermaßen keine Ahnung und mich noch nie mit dem Thema beschäftigt - ich denke aber, daß man sich da auch experimentell rantasten kann. Als ersten Versuch würde ich mal so vorgehen:

1. Li vorne, Li hinten und rechts Mitte anheben
2. Diese drei nach vorne, die anderen Beine nach hinten bewegen
3. angehobene Beine absetzen
4. die anderen Beine anheben
5. weiter bei 2.

Interessant wird's sicherlich, wenn Du auch die Richtung ändern willst. Das würde ich aber erst als zweiten Schritt angehen.

Spannendes Projekt, halt uns auf dem Laufenden!

Bernd666 · Jul 3rd 2017

Moin oldster,
danke für die Bilder.

Ich frage mich gerade, brauch das Teil die mittleren Beine zum Stehen?

Dann könnte man es so laufen lassen, wie es Tiere machen. Z.B.: Vorne rechts vor und hinten links vor usw.

Wenn es aber die mittleren Beine zum Stehen braucht... Experimental ausprobieren welches Bein kann ich heben, ohne das das Teil umfällt.

Ist so in der Theorie schwer abzuschätzen.

Aber auch ich möchte darüber meht hören. Berichte bitte.

Gruss Bernd

YellowWind32201 · Jul 8th 2017

Hi,
da mein Hexapod jetzt schon 650 Gramm wiegt - es sollen ja auch noch einige Sensoren angebaut werden - fällt der "3 Bein" Gang leider weg.
Ich habe mir jetzt folgende Schrittfolge überlegt.

[Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/i3ju0b3ebbyanns/HexaPod.png?dl=1]

[font="Helvetica Neue"]7 - 1 -7 - 12 - 6 - 12 - 8 - 2 - 8 - 11 - 5 - 11 - 9 - 3 - 9 - 10 - 4 - 10 - 1 - 6 - 2 - 5 - 3 - 4[/font]

[font="Helvetica Neue"]7 - anheben[/font]
[font="Helvetica Neue"]1 - nach vorne[/font]
[font="Helvetica Neue"]7 - absetzen[/font]
[font="Helvetica Neue"]12 - anheben[/font]
[font="Helvetica Neue"]6 - nach vorne[/font]
[font="Helvetica Neue"]12 - absetzen[/font]
....
1 - 6 - 2 - 5 - 3 - 4 wieder auf Startposition bewegen

Ich werde mich am WE an die Programmierung setzen. Mal schauen was dabei rauskommt

Manul · Jul 9th 2017

Verstehe ich das richtig: Du willst alle Beine nacheinander nach vorne bewegen und erst am Schluß alle gemeinsam in die Ausgangsposition bringen? Hieße das nicht, daß sich der Roboterkorpus erst im letzten Schritt überhaupt bewegt? Und hast Du nicht Angst, daß er Dir vorher auf den Hintern fällt?

YellowWind32201 · Jul 9th 2017

So ist mein Plan

Hier mal mein Programm dazu:

Python

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-


from time import sleep
from Adafruit_PWM_Servo_Driver import PWM


# ===========================================================================
# Example Code
# ===========================================================================


# Initialise the PWM device using the default address
pwm = PWM(0x40)
# Note if you'd like more debug output you can instead run:
#pwm = PWM(0x40, debug=True)


servo = [7,1,7,12,6,12,8,2,8,11,5,11,9,3,9,10,4,10,1,6,2,5,3,4]
pos = [305,385,355,280,355,330,280,265,330,335,395,385,295,285,345,295,465,345,465,275,345,315,365,365]


def setServoPulse(channel, pulse):
 pulseLength = 1000000                   # 1,000,000 us per second
 pulseLength /= 60                       # 60 Hz
 print "%d us per period" % pulseLength
 pulseLength /= 4096                     # 12 bits of resolution
 print "%d us per bit" % pulseLength
 pulse *= 1000
 pulse /= pulseLength
 pwm.setPWM(channel, 0, pulse)


pwm.setPWMFreq(60)                        # Set frequency to 60 Hz




y = 0


for x in servo:
   pwm.setPWM(x-1, 0, pos[y])
   y = y + 1
   sleep(.05)

Display More

Funktioniert wunderbar.....nur bewegen tut er sich nicht =(

Das einzelne Umsetzen der Beine klappt ohne das der "Kleine" sich auf den Hintern setzt. Aber im letzten Schritt haben die Beine zu wenig Grip
Sie rutschen an ihre alte Stelle wieder zurück.

Ich werde die Auflagefläche vergrößern und mit Moosgummi bekleben.

Manul · Jul 9th 2017

Kannst Du im letzten Schritt nicht alle Beine gleichzeitig an ihre Ausgangsposition zurücksetzen? Ansonsten wird doch vermutlich auch mit größerer Auflagefläche das eine Bein, das sich gerade bewegt, gegen die fünf anderen, die das nicht tun, verlieren, oder?

YellowWind32201 · Jul 10th 2017

So, habe dem Teil jetzt Schuhe spendiert.
[Blocked Image: https://www.dropbox.com/s/z0kvp1ips7vl8lz/IMG_0155.JPG?dl=1]

Jetzt klappst auch mit dem Laufen
https://www.dropbox.com/s/1w1y7os5i6h35w8/IMG_0156.MOV?dl=0

Wie man sieht, macht das Gewicht den Servo's zu schaffen. Besonders am Ende brummen einige ganz schön, weil die Kraft fehlt.

dreamshader · Jul 10th 2017

Servus,
ich habe den Eindruck, dass die Steuerung noch Optimierungs-Potential hat. Es sieht so aus als würden vier Beine quasi stehen und zwei versuchen das Teil zu bewegen.
Ich würde mir da als Anregung mal eine Zeitlupen-Aufnahme eines laufenden Käfers suchen ...
Sieht aber irgendwie schon spacig aus ...

//EDIT: ich hab' hier ein Video gefunden ->

External Content www.youtube.com

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Ich glaube, da sieht man den Bewegungsablauf recht gut ...

cu,
-ds-

YellowWind32201 · Jul 11th 2017

Dieses Projekt wird von mir nicht weiter fortgeführt.

Manul · Jul 11th 2017

Schade. Warum denn nicht?

YellowWind32201 · Jul 13th 2017

Die Mini Servo's SG90 sind einfach zu schwach, oder die 4 Mignon Zellen bringen nicht genug Leistung für 12 Servo's.
Ich schau mal, dass ich noch eine annehmbare Schrittfolge hinbekommen und überlege mir dann, ob ich noch Geld für stärkere Servo's ausgebe.

dreamshader · Jul 13th 2017

Servus,
das wäre schon prima, wenn Du da weitermachen würdest. Jetzt bist Du schon so weit gekommen ...

Ich würde da jetzt anfangs mal das Anfahren der Positionen der Servos in einer Schleife machen, als direkt den Endpunkt anzugeben. Wenn Du dann den Ablauf noch mit kurzen delays etwas verzögerst, dann bewegen sich die Servos schon mal nicht mehr so ruckartig.
Das macht es imho einfacher, die einzelnen Bewegungsabläufe aufeinander abzustimmen, denn ich denke, dass sich immer alle sechs Servos bewegen müssten. Dann würden die kleinen SG90 evtl. auch ausreichen.

cu,
-ds-

YellowWind32201 · Jul 13th 2017

@[font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]dreamshader[/font]

[font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Ich habe mir auch dein verlinktes Video mehrmals angesehen.[/font]

[font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Ein wesentlicher Unterschied bei der Bewegung ist das 3. Servo pro Bein. [/font]

[font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Wenn ich das jetzt mal erklären [/font][font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]könnte :s [/font]

[font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Durch das 3. Servo rotiert das Bein bei der Vorwärtsbewegung um seinen Auflagepunkt.[/font]

[font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Bei meiner Konstruktion ist das leider so, als wenn sich eine Wasserschildkröte auf Land bewegt. Die Beine bewegen sich im Radius nach hinten. Kostet Kraft und sieht nicht elegant aus.[/font]

[font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Danke für den Tip mit der Schleife. Mal sehen, ob ich das hinbekomme.[/font]

[font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Wo ich auch noch ein Problem sehe, ist, dass ich die Servo's nicht gleichzeitig Ansteuern kann. [/font]

dreamshader · Jul 13th 2017

Hi,

Quote from "oldster" pid='290863' dateline='1499966045'

... als wenn sich eine Wasserschildkröte auf Land bewegt. ...

ah, ok ... das macht die Sache natürlich schwieriger ...

Quote from "oldster" pid='290863' dateline='1499966045'

Wo ich auch noch ein Problem sehe, ist, dass ich die Servo's nicht gleichzeitig Ansteuern kann. ...

Na das sollte doch auch in Python gehen.
Ich sag' jetzt mal das "böse" Wort: globale Variablen ...
Wenn Du jedem Servo einen thread spendierst und die jeweilige Anfahrposition zentral berechnest und setzt, dann fährt der thread beim Erkennen einer Bewegung (Position ändert sich) diese an ... feddisch ...

cu,
-ds-

Manul · Jul 13th 2017

@oldster:

Du hast natürlich recht, ein gewisses Rutschen wirst Du mit Deiner Konstruktion nicht verhindern können, weil sich die Beine beim vor- und zurückbewegen zwangsläufig auch orthogonal zur gewünschten Laufrichtung bewegen. Trotzdem denke ich, daß Du einen besseren Weg finden kannst, als immer mit zwei Beinen gegen den Widerstand der vier anderen anzuschieben. Wenn Du Dir das von dreamshader verlinkte Video anschaust, wirst Du feststellen, daß die Bewegung der Beine gar nicht so weit von meinem ersten Vorschlag entfernt ist. Ich an Deiner Stelle würde tatsächlich noch mal versuchen, das umzusetzen. Fine tuning kann man dann immer noch betreiben.

YellowWind32201 · Jul 14th 2017

Inspiriert von dem Video wird es am WE ein Update von meinem Chassis geben.

Es werden jeweils 3 Servo's (linke/rechte Seite) auf einer Linie liegen. Gerade die vorderen bzw. hinteren Beine haben mehr einen Radius geschlagen, als für den Vortrieb gesorgt.

Manul · Jul 14th 2017

Ich denke, die Position der Servos ist relativ egal - wichtig ist eher die Ausrichtung. Idealerweise sollte in Ruhestellung das Bein senkrecht zur Seite wegstehen. So bekommst Du die kleinste Querbewegung beim Vor- und Zurückbewegen. Ganz ohne wirst Du's ohne zusätzlichen Servo (oder aufwendige Konstruktion) nicht hinbekommen.