Eigenbau Hexapod „cigarron“ (el cigarron – die Grille) von Peter Kruschinski

Allgemeines zur mechanischen Konstruktion – Istzustand

6-beiniger Roboter, sog. Hexapod, mit 3-Servo-Beinmechanik
18 Servos Typ RBS 581 mit kugelgelagerten Gegenlagern aus dem Hause GRAUPNER
Die derzeit realisierte Entwicklungsstufe betrifft lediglich den Bewegungs-Apparat
Es sind keine Sensoren installiert, somit sind ebene Flächen zur Aktion erforderlich
Parametergesteuert sind zur Zeit programmiert: Drehen um die eigene Achse in ca. 30° Schritten, rechts/links und Gehen in der sog. 3/3-Gangart im 60° Strahlenkranz wie im Video zu sehen ist
Basis der Alu-Teile ist stranggezogenes Alu-U-Profil aus dem Baumarkt und Plattenmaterial AlMg3
Die beiden sechsschenkligen, schwarzen Träger bestehen aus Epoxyd-Leiterplatten-Basismaterial, 1,5mm dick, durchgefärbt
M2 für alle Schrauben und Gewinde der Beine
Die großen Bohrungen der Beinmechanik sind mit Standard Schraub-Lochstanze 15,2mm erstellt
Als Konstruktionshilfe wurde das PCB-Layoutprogramm EAGLE verwendet
Bis auf die wenigen Drehteile ist die Konstruktion mit einfachsten Werkzeugen von Hand gefertigt
Der runde, innere Behälter, zur Aufnahme der Steuer-Elektronik, Akku und Servo-Kabel ist eine aufbereitete 25er CD-Spindel
Aufgrund der symmetrischen Konstruktion zur Aufnahme der Servos, können diese jeweils in ihrem „Käfig“ in 4 Positionen montiert werden
Die Servos sind mit Delrin-Muttern M3 mit leichtem Press spielfrei fixiert und ausreichend gesichert
1,6kg Gesamtgewicht ( inkl. Software:-) )
Erstellzeiten: Konzeption, Konstruktion, Testaufbauten und Realisierung der Mechanik ca. 200 Stunden
Software für normales Gehen: Steuerung vom PC per Draht und Programm in POWER-BASIC, später Umstellung auf zentralen Controller Atmega32 und aktuell BASCOM-AVR (nun 9,2 kB Code), zusammen in ca. 120 Stunden
Programmierung 3/3-Gangart im Pass-Schritt, 1 Tag
Programmierung 3/3-Gangart im Krebs-Schritt, 3 Stunden
Kostenaufwand: ca. 950€

Elektronik und Steuerung

Komplette Elektronik, Steckerleisten und Akku sind zusammengefasst auf einer Lochrasterkarte mit 12,5cm Durchmesser
Stromversorgung aus 2-zelligem LiPo-Akku 7,4V / 2100mAh / 20C
Die Servos werden direkt aus dem Akku gespeist
Längsregler auf 5V zur Versorgung des zentralen Controllers Atmega32 und Atmega8 für den separaten Servotreiber für maximal 32 Servos
Das Steuerprogramm ist in BASCOM-AVR 1.11.9.0 geschrieben und umfasst derzeit 8,4KB Code, der Servotreiber ca. 8KB
Serielle, bidirektionale Kommunikation zwischen den Controllern
LED-Signalisierung für 5V Controller-Niveau, Datenverkehr zwischen den Controllern und Unterspannung des LiPo-Akkus

Mittelfristige Perspektiven

Revision der kompletten Stromversorgung, Versorgungsspannung für die Servos auf 6V reduzieren, elektronischer Schalter für die Hauptstromversorgung, Kurzschlusssicherung, LiPo-Unterspannungs-Warnung / Abschaltung (Schaltregler sowie Hochstromschalter vorhanden)
„Füllstands-Anzeige“ für den Akku (ELV, Leer)
Akku-Lade-Stecker und Programmieradapter nach außen führen
Dezentralisierung des Servotreibers auf dann 6 Module mit Atmega8 für Servotreiber pro Bein und Erweiterung für Sensoren mit mind. 2 Eingängen für Berührung (HALL), Schaltung ist bereits erprobt und das EAGLE Layout erstellt
Zentrales Controller-Modul wird Atmega2560, dann Update aller Controller per Boot-Loader
Konstruktions-Programm umstellen auf TURBO CAD 14, erste Schritte sind erfolgt
Ortungssystem, wahrscheinlich Kombination aus Ultraschall und Infrarot
Eingriff in autonomes Handeln des Roboters per Funk- oder TV-Fernsteuerung, Funk vorhanden, IR ist Standard unter BASCOM-AVR
Entwicklung von Routinen zur Bewegungsharmonisierung beim Gangart-Wechsel