Spiderbot - 6-beiniger Krabbelroboter

Ausführende

Jekl Kristian, Zillek Bernhard

Betreuung

Dipl.-Ing. Martin Meschik, Dipl.-Ing. Karl Allabauer

Aufgabenstellung

Bild 1

Unsere Aufgabenstellung war es einen Spinnen-Roboter als Übungsplattform zu bauen.

Mit vorhandener Elektronik, die bereits von einer Diplomarbeit des Vorjahres vorliegt, soll ein zu erstellender 6-beiniger Roboter über 12 Servomotoren angesteuert werden.

Diese Motoren verfügen über eine relativ geringe Stellzeit und eine für ihre Größe überdurchschnittliche Stellkraft. Als Grundgerüst für die Stellmotoren dient eine sehr leichte, gewichtsoptimierte Plattform, bei deren Fertigung nach Möglichkeit Kunststoff oder Aluminium anstatt Stahl verwendet werden soll.

Wie bereits vorher erwähnt dienen die Motoren der Fortbewegung der 6 Beine, wobei jedes Bein über 2 verschiedene Freiheitsgrade verfügt. Unser Ziel ist es, die Beine so zu programmieren, dass unterschiedliche Gang- bzw. Fortbewegungsarten in Laborübungen von Schülern nachgebildet werden können.

Bei der Ansteuerung der Beine verwenden wir den handelsüblichen Microcontroller PIC 16F628A, da wir keine besonderen Anforderungen an den Prozessor stellten, bis auf die unbedingt notwendige Unterstützung der seriellen Schnittstellen. Die Anschlüsse des PIC sind mit der Ansteuerung der Servos und der Verwendung von 2 Schaltern vollständig belegt. Diese Schalter dienen zur Umschaltung zwischen automatischer und manueller Betriebsart, bzw. zur Festlegung der Gangart.

Bei Auswahl der manuellen Betriebsart ist es möglich jeden Servo einzeln über eine Visual Basic Benutzeroberfläche anzusteuern, die dazu nötige Verbindung mit dem PC wird durch eine serielle Schnittstelle hergestellt. Während sich der Microcontroller im automatischen Betriebsmodus befindet, wird ein zuvor auf dem PIC gespeichertes Programm zur Ansteuerung der Beine abgerufen, sodass es nun möglich ist, mit dem zweiten Schalter zwischen den beiden Gangarten zu wechseln.

Details zur Realisierung

Bild 2

Die von uns geplanten Gangarten umfassen eine Art „Setzgang“, bei dem jedes Bein einzeln angesteuert wird, was eher Demonstrationszwecken dient und weniger für schnelle Fortbewegungen geeignet ist.

Weiters planten wir den sogenannten „Synchrongang“, bei dem 3 Beine auf einmal angesteuert werden und das Gewicht auf die verbleibenden 3 Beine verteilt wird. Diese Fortbewegungsart ist wesentlich schneller als der oben erwähnte „Setzgang“, da ein Bewegungszyklus aus weniger Schritten besteht als es bei dem „Setzgang“ der Fall ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Diplomarbeit die komplette Planung und Fertigung des Roboters, als auch die Programmierung der 12 Servomotoren mittels 2 verschiedener Gangarten umfasst.


HTL Wien 3 Rennweg, Mai 2005