Hex1

Inspiriert duch die zahlreichen Roboter, die ich auf zum grötenteils privaten, aber auch kommerziellen, Internet-Seiten gefunden habe, wuchs in mir immer mehr der wunsch danach einen eigenen Roboter zu bauen. Den Anfang habe ich bereits mit einem Gemeinschafts-Projekt für das Fach "Mikrocontroller-Technik" gemacht. Aber anders als bei diesem Projekt, sollte dieses mal der Roboter von Grund auf geplant, gebaut und programmiert werden.

Am Anfang schwankte ich noch zwischen einen Fahr-Roboter und einem Lauf-Roboter. Zum einen ist eine auf Rädern fahrende Maschine einfacher zu bauen und programmieren. Zum anderen ist der Reiz einen Roboter auf Beinen zu bauen erheblich höher. Die Entscheidung viel dann - trotz der für diese Gattung üblichen deutlich höheren Kosten - auf einen Geh-Roboter.
Nun musste noch ein Entwurf gewählt werden, der mit möglichst wenig finanziellen Mitteln zu relisieren ist. Außerdem sollte eine Strom-sparende Variante gebaut werden. Beim stöbern im Internet habe ich auf der Seite www.robotics.com von "Chevreuil" gelesen, der einen 6-beinigen Roboter mit nur zwei Servos gebaut hat.

Diesen Entwurf habe ich als Grundlage für den meinen genutzt. Jedoch verwende ich, um die Koordination der Bewegung deutchlich zu vereinfachen, drei Servos. Zwei der Servos dienen dazu den eigentlichen Vor/Rücktrieb zur die linke bzw. rechte Zeite zu erzeugen und der dritte Servo hebt den Roboter auf einer Seite an. Als Gestänge findet im Modellbau üblicher 1.5mm Federstahl-Draht Anwendung.

Die erste Idee als Vortriebs-Servos günstige Mini-Servos eines großen deutschen Versandhandels zu verwenden scheiderte an der fehlenden Zug-Kraft der Servos und dem daraus resultierenden hohen Strom-Verbrauch. Also verwende ich nun drei Standard-Servos mit 30Ncm, wie sie in jedem Modell-Bau-Laden oder -Versand für wenig Geld zu haben sind.

Als Steuer-Elektronik sitzt ein ATMega8 mit 15MHz auf der vorderen freien Fläche. Diese wird bis jetzt von einem 4 Zellen Akku-Pack auf der hinteren Fläche gespeißt. Mit einem Schalter kann zwsichen dem Programmier-Betrieb und dem normalen Betrieb umgeschalten werden.

Zum Nachbau sollte man circa eine Mann-Woche Arbeitszeit einplanen. Auch die Kosten halten sich in Grenzen:
PolyStyrol/Acryl-Glas Platte (25cmx50cm reichen), Montage-Material: 15 EUR
3 Standard-Servos, Feder-Stahl-Draht: 30 EUR
Elektronik (ATMega8 o.ä., Schalter, Akku-Halter, ...): 15 EUR

Dazu kommen noch die Werkzeuge, Akkus und Kleber. Die fehlen in der Liste, weil diese Einmal-Anschaffungen oder in der Regel schon vorhanden sind.

Aufbau

Die Löcher zur Befestigung der Beine und Servos haben 3mm Durchmesser. Zur Montage der Steuer-Platine und der "Fühler" habe ich noch Löcher gebohrt, die nicht in der Zeichnung vorhanden sind. Die roten Kreuze markieren die Position der Durchführungen der Gestänge. Das Design der Beine ist nicht wirklich von Bedeutung, da das Gewicht vernachlässigt werden kann, obgleich sie stabil genug sein sollten um nicht unter den wirkenden Kräften zusammen zu brechen. Es kommt nur auf die Position der Durchführungen an, da diese die Drehpunkte für den Hebel, aus Servo-Arm und den Beinen, sind. Bei den vorderen und hinteren Beinen sollten diese so weit wie mögich aussen liegen, um das Verhätnis zwischen Gesamt-Länge und Servo-Arm (das Kraft-Übersetzungs-Verhältnis) so klein wie möglich zu halten. Wenn ein getrenntes Gestänge für jedes Bein genutzt wird muss der Versatz der beiden Löcher am Servo-Hebel auch auf die Beine übertragen werden. Bei den mittleren Beinpaar sollte der Punkt so tief wie möglich liegen. Natürlich ist das aber immer ein Kompromiss zwischen Funktionalität und Praktikabilität.
Von den Teilen für die Beine werden - abgesehen von dem L-förmigen rechts unten im Bild - jeweils 4 benötigt.

Um die Gestänge an den Beinen zu befestigen, habe ich an den dafür vogesehenen Stellen Löcher im Durchmesser des Drahtes gebohrt und diese dann mit einem normalem Blatt für eine Laubsäge ca. 2mm nach aussen eingesägt. Dadurch kann man den Draht mit etwas Kraft durchschieben. Bei den Servo-Armen gibt es kein Problem, da diese nicht so dick sind und das Plastik deutlich elastischer ist.
Ein Tip: Beim Biegen mit dem innersten Knick anfangen und das Ende vorerst etwas länger lassen, dann können die weiter aussen liegenden Knicke besser gebogen werden. Auch hilft die Zentrier-Kerbe der Grundplatte eines Bohrständers.

Die vorderen und hinteren Beine sind mit jeweils einer M3x16 Schraube, drei Unterlegscheiben und zwei passenden Muttern (Mutter und Konter-Mutter) leichtgängig von unten an die Grundplatte geschraubt. Die mittleren Beine sind mit Hilfe der U-förmigen Halterungen, je zwei Unterlegscheiben und Muttern für die M3x20 Schraube befestigt.

Sonsorik

Um mögliche Hinternisse zu erkennen sind an der Vorderseite sind zwei Selbst-Bau Taster angebracht.

Diese bestehen aus 2 Stücken 1.2mm Feder-Stahl-Draht und 4 Stiften, die auf einer Leiterplatte zusammengelötet sind. Es kann auch der Rest des Drahtes, aus dem die Anlenkung hergestellt wurde, verwendet werden. Die hintere Schlaufe dient nur dazu die Länge des Stückes hinter den Stiften zu erhöhen, damit die Taster empfindlicher sind.