7 assen robot

Voor de mechanica kan ik je niet helpen. Maar voor de hoofdcontroller zou ik toch iets krachtigers gebruiken.

Je zou aan een linux systeempje kunnen denken met ROS (Robot Operating System) erop. Een raspberry pi bijvoorbeeld. ROS is open source en voor je toepassing, als je eenmaal mechanish iets hebt, wel goed bruikbaar en scheelt een hoop werk.

Voor zoiets relatief simpels lijkt een Rpi me toch wel overkill...

Een zevenassige besturing is natuurlijk niet echt iets simpels. Een Rpi als vervanging voor een computer overkill noemen is wat overdreven Overigens zou ik als je toch grotendeels voor stappenmotoren gaat geen hobby servo gebruiken voor de gripper.

Het blijven 7 stappenmotors/servo's. Dat kan de gemiddelde microcontroller op z'n sloffen aan...

Op 7 augustus 2016 15:08:36 schreef Rainman:
Deze wil ik gaan bedienen met een afstand bediening.

Wat voor een afstandsbediening gaat dat worden, een modelbouw afstandsbediening?

Ik wil andruino mini's gaan toepassen per arm segment gaan gebruiken voor de in- en outputs

Ik heb verder niets met Arduino's, maar dat moet wel gaan.

De hoofd controller wordt de adruino of de adruino mega.

En dat moet ook goed gaan. Hoe wil je de communicatie gaan doen tussen de Arduino mini en de hoofdcontroller?

Voor de pols draai, pols knik, onderarm rotatie, onderarm, boven arm en zwenken wil ik stappen motoren gebruiken.

Dat kan goed, mits je wat zwaardere stappenmotoren gaat gebruiken. Ik weet niet hoe groot je arm gaat worden?

Ik zit er over te denken om 2 stappen motoren te gebruiken voor de onderarm voor het gewicht te kunnen dragen ( ik weet niet of dit mogelijk is)

Dat kan, maar denk aan het gewicht van de stappenmotoren.

Moet ik tandwiel/worm wiel overbrengen gaan gebruiken of tandriem.

Je hebt ook stappenmotoren met een aan gebouwde vertraging, die kun je in verschillende vertragingen kopen.

Hier heb je nog wat info over besturingen van stappenmotoren.
https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/47

Op 7 augustus 2016 16:36:00 schreef Arco:
Het blijven 7 stappenmotors/servo's. Dat kan de gemiddelde microcontroller op z'n sloffen aan...

Helemaal mee eens.

Moet ik tandwiel/worm wiel overbrengen gaan gebruiken of tandriem.

Dat hangt af van je budget, de gewenste kracht en de nauwkeurigheid.

Tandwielen zijn redelijk goedkoop, maar zijn wat lastig goed te monteren en hebben vrij veel speling (zeker bij meerdere trappen). De speling zorgt voor niet heel nauwkeurige of reproduceerbare bewegingen, tenzij speciale (= dure) tandwielen worden gebruikt. Per trap is een vertraging tot 1:12 haalbaar.
Die speling kun je ook zien en voelen bij de goedkopere modelbouwservo's, al zorgt de terugmelding ervoor dat dat niet direct resulteert in onnauwkeurigheid.
Ze worden over het algemeen afgeraden voor stappenmotoren omdat alle schokken (ook die van de stappenmotor zelf) 1:1 worden overgebracht naar het volgende tandwiel met stevige slijtage tot gevolg.

Wormwielen zijn wat duurder en leveren een grotere vertraging per trap (tot 1:120), maar hebben net zoals tandwielen speling. Ze hebben niet het nadeel dat de schokken 1:1 overgezet worden naar het volgende tandwiel, maar zijn niet bidirectioneel: je kunt de arm niet 'met de hand' bewegen. Ook kan het onhandig zijn dat de overbrenging 'haaks' is.

Tandriemen zijn spelingsvrij en hoeven ook niet veel te kosten, maar vergen wat meer onderdelen. Als voordeel kun je ze 'om een hoekje' gebruiken mbv geleiderollen. De vertraging per trap is vergelijkbaar met die van tandwielen.

Voor alle overbrengingen (zelfs de direkte aandrijving) is een terugkoppeling van de positie van de actuator/gewricht wenselijk, omdat een stappenmotor ook kan slippen (niet elke stap uitvoert).

Op 7 augustus 2016 16:36:00 schreef Arco:
Het blijven 7 stappenmotors/servo's. Dat kan de gemiddelde microcontroller op z'n sloffen aan...

Weet je dat zeker? Als die assen netjes gesynchroniseerd moeten draaien zal een microcontroller daar de handen vol aan hebben ben ik bang. Kan een microcontroller de tool bijvoorbeeld een mooie rechte lijn laten volgen als daar alle zeven assen bij betrokken zijn? En dan nog: een Rpi kost niks meer dan een microcontroller op een bordje met wat I/O toch?

Meestal is alleen de clockspeed een beperkende factor; verder kun je als je dat wilt bijna alles met eenvoudige controllers verwezenlijken.
(meer een kwestie van goed programmeren; met een slecht programma kun je alles traag maken. )

"It's not the paintbrush, but the artist that makes a painting"

Het is me eerste robot die ik ga bouwen en ik vind mechanica, elektro en software leuk. Het lukt me aardig op die 3 vlaken. Ik ze alleen nooit toegepast om een robot te bouwen. Ik ben PLC programmeur en hardware engineer.

Ik heb geen ervaring met adruino, maar alles is te leren. Qua hardware is het meer grote relais en dikke kabels dus dit is net iets anders.

Ik heb veel robot op YouTube gezien en , niet lullig bedoel, de robot werkt, maar zit er niet gelikt uit en het schokt.

Ik heb niet de intentie on gelijkt een gekoppelde assen robot besturing te maken. Maar eerst maar via een afstand bediening. Een beetje zoals een graafmachine. Gekoppelde assen misschien later. Ik heb daar totaal geen ervaring mee

De afstand wordt ook gedaan met een adruino en dan een Xbee koppeling. 2x een joystick voor 4 assen onder de duimen. Onder de wijsvinger de twee andere assen. 7e as, het rijden, wordt een omhoog/omlaag/links/rechts knop. Lossen knoppen voor de multi tool.

@ lambiek: Wat gebruikt jij als controller?

De koppeling tussen de andruino en mini wil ik de I2C bus of RS232 gaan gebruiken.

Ik wil op de assen wel monitoring plaatsen en een home sensor per beweging

Ik wil de arm zo klein mogelijk houden, maar het moet wel in verhouding zijn. Ik wil alles van aluminium maken. Heb daar een goede site voor gevonden die o.a. ook holle assen heeft http://www.klushandel.nl/product_info.php?cPath=35097_35020_35032&prod…

De grijper unit wordt max 10 cm lang, de grijpers zelf denk ik 5 cm. Ik zat aan de servo MG995 te denk. Of is deze hobby?

Het draaien van de pols is een gelagerde koppeling. Deze heeft denk ik niet heel veel kracht nodig. Wil hier een tandriem overbrenging gaan toepassen die 1 op 4 heeft. Wie kan hier een voorstel doen.

Het knikken van de pols (inclusief de grijper is ongeveer 13 cm lang. Ook hier kan ik 2x een 1 op 4 overbrenging in maken als het moet. Welke stappenmotor zou hier handig zijn

Het roteren van de onderarm is ook en gelagerde ophanging. Ook hier kan een 1 op 4 overbrenging gemaakt worden. Ik denk zelf dat deze motor ook niet heel zwaar moet zijn, maar ik kan het mis hebben. Welke zou hier kunnen?

De onderarm is 35cm lang t/m de gripper. Hier zal denk ik een redelijke zware motor nodig zijn. Ook hier kan 2x een 1 op 4 overbrenging gemaakt worden. Welke motor is hier het beste?

De boven arm wil ik even lang maken als de totale onderarm. Ik weet niet of dit verstandig is, maar dan is de robot symmetrisch.
Als de robot helemaal uitgestrekt is zal hij dus 70 cm lang zijn. Hier wil ik 2 motor toepassen ook hier kan ik 2x een 1 op 4 overbrenging maken. Kan ik dan 2x de motor gebruiken van de onderarm of is dat te kort door de bocht?

Het draaien van de motor is weer een gelagerde constructie. De motor. Deze motor moet wel wat gewicht ronddraaien. Een 1 op 4 overbrenging is hier ook wel mogelijk. Wat zou hier kunnen?

Het is hobby en er is budget alleen het moeit wel leuk blijven. Al realiseer ik me zeker dat de motoren de duurste aanschaf zijn.

Ik heb me schets van de robot bijgevoegd.

Op 7 augustus 2016 16:36:00 schreef Arco:
Het blijven 7 stappenmotors/servo's. Dat kan de gemiddelde microcontroller op z'n sloffen aan...

ligt eraan, als je path planning wil doen doen met zoveel assen dan is een computer zelfs nog even aan het rekenen

Dit is wel een mooie instructable voor je:
http://www.instructables.com/id/ROBOTIC-ARM-Arduino-Controlled/

Op 7 augustus 2016 20:52:14 schreef Rainman:
Ik heb veel robot op YouTube gezien en , niet lullig bedoel, de robot werkt, maar zit er niet gelikt uit en het schokt.

Dat komt omdat er veel gebruikgemaakt wordt van modelbouw servos, dat kan wel maar die dingen zijn erg soppig. En ze worden vaak net iets te ligt gekozen voor de constructie, en als er dan ook nog eens wat mee opgetild moet worden wordt het schokkerig.

Ik heb niet de intentie on gelijkt een gekoppelde assen robot besturing te maken. Maar eerst maar via een afstand bediening. Een beetje zoals een graafmachine. Gekoppelde assen misschien later. Ik heb daar totaal geen ervaring mee

Inderdaad eerst simpel beginnen en later uitbreiden, je kan het net zo ingewikkeld maken als je zelf wil.

De afstand wordt ook gedaan met een adruino en dan een Xbee koppeling.

Kijk hier eens, op BLZ. 109 staat het één en ander beschreven over XBEE.
https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/46

@ lambiek: Wat gebruikt jij als controller?

Zelf gebruik ik een 16F887 van Microchip, daar ben ik prima over te spreken. Maar een Atmel (Arduino) kan ook natuurlijk, of een Raspberry de keuze is aan jou.

De koppeling tussen de andruino en mini wil ik de I2C bus of RS232 gaan gebruiken.

Dat kan, maar hou er rekening mee je de verbindingen niet te lang maakt met I2C, het kan wel langer maar dan heb je andere IC's nodig. Maar RS232 kan ook natuurlijk, is is maar net wat jij makkelijker vindt werken.

De grijper unit wordt max 10 cm lang, de grijpers zelf denk ik 5 cm. Ik zat aan de servo MG995 te denk. Of is deze hobby?

Ik ken die servo niet, maar wees niet te zuinig in de keuze hiervan.

Het draaien van de pols is een gelagerde koppeling. Deze heeft denk ik niet heel veel kracht nodig. Wil hier een tandriem overbrenging gaan toepassen die 1 op 4 heeft. Wie kan hier een voorstel doen.

Het knikken van de pols (inclusief de grijper is ongeveer 13 cm lang. Ook hier kan ik 2x een 1 op 4 overbrenging in maken als het moet. Welke stappenmotor zou hier handig zijn

De opzet lijkt mij goed. De keuze van de stappenmotor is het moeilijkst, een kleine stappenmotor levert niet veel koppel of het moet er een met vertraging zijn. Het hangt er ook vanaf hoe snel alles moet bewegen, bij lage toerentallen is het koppel vaak wel oké. Maar de motoren moeten ook weer in het geheel passen qua grote en het totaal plaatje.

Het roteren van de onderarm is ook en gelagerde ophanging. Ook hier kan een 1 op 4 overbrenging gemaakt worden. Ik denk zelf dat deze motor ook niet heel zwaar moet zijn, maar ik kan het mis hebben. Welke zou hier kunnen?

Ligt er ook weer aan hoe snel alles moet bewegen, je moet rekening houden met de massa traagheid van het geheel. Met een ramp-up en ramp-down in je programma zal je motor minder snel stappen overslaan. Als je de motoren in één keer aanzet op een te hoge stapfrequentie zal deze snel stappen gaan missen.

De onderarm is 35cm lang t/m de gripper. Hier zal denk ik een redelijke zware motor nodig zijn. Ook hier kan 2x een 1 op 4 overbrenging gemaakt worden. Welke motor is hier het beste?

Hier geld het zelfde als voor de andere motoren.

Het is hobby en er is budget alleen het moeit wel leuk blijven. Al realiseer ik me zeker dat de motoren de duurste aanschaf zijn.

Heb je hier al eens gekeken.
www.stappenmotor.nl

Op 7 augustus 2016 20:10:58 schreef GJ_:
Kan een microcontroller de tool bijvoorbeeld een mooie rechte lijn laten volgen als daar alle zeven assen bij betrokken zijn?

Als je voor iedere halve seconde een 3e graads curve berekent en die door een arduino mega laat uitsturen, denk ik dat je een heel redelijke rechte lijn door een arduino kan laten besturen. Dit gaat makkelijk als je de "host" de trajectories laat uitrekenen. Je zult iets moeilijker moeten doen om het op de arduino uit te rekenen.

Maar als je als "microcontroller" ook een STM32F405 accepteert is met de FPU aan boord het geen enkel probleem om dat soort trajecten uit te rekenen.

Maar goed, volgens mij is "recht van A naar B" helemaal niet een doelstelling van de TS. Als je voor A en B een oplossing kan vinden voor de gewrichten en dan lineair tussen die posities gaat bewegen is dat ook al prima... (volgens mijn inschatting van de doelstellingen van Rainman).

MG995 is volgens mij een "bovengemiddelde servo". Maar als je hem op ebay zou kopen, dan loop je een groot risico dat je een "uiterlijk gelijkende copie" koopt die minder is dan het origineel.

Op 8 augustus 2016 15:38:55 schreef rew:
[...]Als je voor iedere halve seconde...

Ah, we hebben het over verschillende dingen. Een beetje ascontroller heeft een update rate van maximaal 2ms om een beetje een nette beweging te kunnen maken.
Je hebt gelijk dat TS wellicht geen high tech en hoogdynamische robot wil bouwen, maar om een Rpi van drie tientjes overkill te noemen vind ik ook niet terecht.

Ik wil de arm zo klein mogelijk houden, maar het moet wel in verhouding zijn. Ik wil alles van aluminium maken. Heb daar een goede site voor gevonden die o.a. ook holle assen heeft http://www.klushandel.nl/product_info.php?cPath=35097_35020_...f5ab9b2…

Persoonlijk zou ik de robotarm met een 3D-printer maken misschien kan je hier wat inspiratie halen: Mantis en Thor.

Hoi Lambiek,

Bedankt voor je uitgebreide reactie. Ik ga hier komend weekend weer in verdiepen. Eens kijken of ik wat stappenmotoren kan kiezen.

Ik heb begrepen van rew dat de servo wel oke is, als ik zijn bericht begrepen heb.

Gr,

Edwin

Hoi rew en GJ_,

Het lijkt me zeer leuk om de assen te koppelen, maar dat is inderdaad plan 2. Ik wil eerst een werkende robot krijgen. Maar bedankt voor de tips. Hou het zeker in me achterhoofd en neem de i/o ook nu al mee in het ontwerp.

Gr,

Edwin

Hoi steve04,

Ik heb alle YouTube filmpjes van Mantis al bekeken. Dit is zeker mooi.

Ik heb alleen nog geen 3D printer. Staat wel op me verlanglijstjes. De velleman k8200. Kun je ook mee frezen en printplaten maken.

Wie weet, als ik het ontwerp klaar heb, dat ik al wel een 3d printer heb

rainman: Als ik jou was, zou ik iets simpeler beginnen, bijvoorbeeld 4 assen. Een plateau laten draaien, een "schouder", "elleboog" en een grijper. De lol is dat je daar NET wel wat mee kan, maar dat je ervaring opdoet met de materialen en elektronica zodat je de volgende keer betere resultaten kan boeken. Na het maken van de eerste versie heb je dan inzicht of je misschien zwaardere stappenmotoren wilt hebben voor de 7-as versie.
Ik ben bezig met een 10kW motor controller. Leuk project, maar (voor mij) niet in 1x haalbaar. Eerst zien dat ik 20W, 200W, 2kW kan. In princiepe zit ik nu op de 2kW, maar zondag heb ik de boel grondig opgeblazen. Of dat een incidenteel ding is of dat het ontwerp niet klopt moet ik nog uitzoeken.

Door stapsgewijs naar de grotere dingen te gaan, hoop je dat je de opblaas momenten doet als er nog wat minder dure onderdelen inzitten. Of dat je minder (dure) "die heb ik uiteindelijk toch niet nodig" onderdelen hebt gekocht.

Hoi rew,

Bedankt voor de tip.

Mijn aanvlieg route is om eerst puur het ontwerp te maken.

Daarna te gaan bouwen, te beginnen bij de gripper.

Dus Arduino met servo en één joystick.

Als dit werkt, Arduino Mega koppelen met Arduino mirco en dan dezelfde gripper aansturen.

Dan weer Arduino met gripper en knikken

Dan weer via de mega, enzovoort

Zo wou ik het hele project opbouwen, stap voor stap.

Omdat ik toch (nog) geen assen gaat koppelen en gewoon een simpele afstand bediening bouw, wou ik het wel proberen

Misschien wat te veel hooi op de vork. De tijd gaat het leren

Zoals reeds gezegd, een aantal i/o expanders werkt veel makkelijker en sneller als een multi-controller netwerk...

Op 8 augustus 2016 17:38:11 schreef GJ_:
Ah, we hebben het over verschillende dingen. Een beetje ascontroller heeft een update rate van maximaal 2ms om een beetje een nette beweging te kunnen maken.

Misschien ben ik een beetje eigenwijs. Maar ik denk dat de "grote spelers" dat ook zijn. En dus eea "botte bijl" oplossen waar dat niet nodig is. Dingen in de echte wereld zijn inherent "glad". Een tweedegraads benadering voor b.v. een cirkel ziet er al aardig uit. Een derdegraads benadering helemaal. (een cirkel is tweedegraads, maar ik bedoel: x(t) = fx(t), y(t)= fy(t). )

Stel ik heb een vereenvoudigde robot. Twee assen. De eerste arm is 5 lang, de tweede vier. Nu kan ik alle punten bereiken die buiten cirkel straal 1 en binnen cirkel straal negen liggen.

Als we nu alpha de hoek van de eerste arm noemen, en beta de hoek van de tweede arm (t.o.v. het assenstelsel. In werkelijkheid zal je de motor op beta-alpha moeten instellen of zo (tenzij je een constructie hebt met een overbrenging waardoor 1) de motor niet op het bewegende deel zit, en 2) de beta gewoon direct naar de motor gestuurd kan worden).

Eindpunt van de eerste arm is dan ep1 = (5 . sin (alpha), 5 . sin (alpha))
Eindpunt van de tweede arm is dan ep2= ep1+ (5 . sin (beta), 5 . sin (beta))

Stel ik wil nu in 2s van (-8.5,2) naar (8.5,2).

Dan moet ik dus eerst alpha en beta bepalen op een aantal punten op de gewenste rechte lijn. Ik zeg dat als je voor alpha en beta derdemachts functies van t neemt die in vier segmenten deze beweging van de armen voorschrijven, je een heel redelijke benadering krijgt van een rechte lijn.

Ik heb nu even geen zin in de rest van de wiskunde om het helemaal door te rekenen.

Let wel: Ik heb niet gezegd dat de arduino al die sinussen en zo kan uitrekenen, wel dat ie ze kan uitvoeren.

Voor dtmf toondetectie doe ik sin/cos berekeningen voor 16 tonen, en dat 9765 keer p/s op een 10MHz pic (2.5 mips), dus 't valt wel mee...
(doe dat wel met tabellen, da's heel veel sneller als iedere keer cos() en sin() uit te moeten voeren...)

Stiekum ben ik er wel van overtuigd dat het ook met de arduino wel haalbaar is. Maar dan moet je wel slim programmeren.

Hoi Arco,

Heb je een voorbeeld van i/o expanders

Groeten,

Edwin