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4.4.2 Robbi 02

Erstellt ab Winter 2006

 

Nico wünschte sich schon lange einen Roboter. Immer wieder fragte er mich, wann er denn nun einen Roboter bekäme. Also überlegten wir, wie wohl solch ein Roboter aussehen könnte.

 


"Der muss einen Kopf haben und Beine und Füße und Augen und einen Knopf zum Ausschalten", sagte Nico.

Er muss wohl mal das Bildchen gesehen haben was ich dereinst in der Pause gemalt hatte, als ich auf Schicht war:


 


Jan meinte, das wäre nicht richtig, ein richtiger Roboter sähe ganz anders aus. Daraufhin beschlossen wir, mal einen "richtigen" Roboter nachzubauen, einen richtigen Gelenkarmroboter, wie er auch in der Industrie Verwendung  findet.
Aber nun zu unserem Selbstbauroboter:


Wir begaben uns in den nächsten Baumarkt, wo wir dünne Leimholzplatten, diverse Muttern und Gewindestangen, sowie Aluprofil und kleine Kanthölzer holten.

Jan und Nico packten auch gleich die Platten aus. Und wählten eine schöne Platte ohne Äste und Fasern aus.


Dann begannen wir, die erste Achse (Achse 1) zu montieren. Sie sollte auf einem Podest laufen, der von vier kleinen Säulen getragen wird.

Wir leimten also die vier Rundhölzer auf die Platte und bauten eine Achse mitten hinein.

 


Als Antriebsachse benutzten wir eine M6-Gewindestange. Diese Stange wird oben in einer einfachen Bohrung geführt und unten von einem festgeklebten Potentiometer gehalten. Wenn man nun an dieser Achse dreht, so stellt sich auch immer ein anderer Widerstandswert am Abgriff des Potentiometers ein.

Da wir beschlossen haben, einfache Getriebemotoren zu benutzen, ist es nötig, an jede Achse ein Potentiometer anzubauen, damit der Controller später weiß, in welche Richtung die Achse zeigt. Der Conroller liest dann ständig den Widerstandswert aus dem Poti aus und vergleicht diesen mit dem Sollwert, der vorher einprogrammiert wurde. Aber dazu später weiter unten noch mehr.


Danach haben wir dann die obere Platte noch einmal herunter genommen, um den Motor anbauen zu können. Wie man sieht, treibt der Motor eine M12 Gewindestange an, auf der eine Mutter läuft.  Diese Mutter hat  quer montierte  Stückchen einer M3  Gewindestange,  die dann  in einen Hebel aus Alu-Profil fassen.

Wenn nun der Motor dreht, schiebt er die Mutter vorwärts und rückwärts und zieht, bzw. schiebt an dem Hebel, der seinerseits die Achse 1 zum Drehen bringt. Die Achse 1 wiederum treibt dabei auch das Poti an, das unten auf der Holzplatte aufgeklebt ist.


Auf der Achse 1 ist nun eine massive Holzscheibe montiert, die sich mit der Achse mitdreht. Das ist nun die eigentliche Plattform des Roboters. An die dreieckigen aufgeleimten Holzplatten  wird dann die Achse 2 montiert.


Hier entsteht gerade die Achse 2. Der Antrieb erfolgt wieder mit einer M12 "Schiebemutter", in die dann wieder ein Stück M12 Gewindestange hineinragt und von dem 2. Motor angetrieben wird. du siehst auch gut wieder das Poti, was zur Positionsbestimmung der Achse nötig ist.


Hier ist nun bereits die dritte Achse montiert. Sehr gut siehst du die drei Gewindestangen mit den zugehörigen Motoren.

An den Achsen schauen rechts die Potis heraus, die dann später noch weiter befestigt werden, um eine möglichst gute Positionsbestimmung der Achsen zu erreichen.

Diesmal wurde die "Schiebemutter"  aus Platzgründen einfach auf die M3 Gewindestange aufgelötet. Das habe ich mit einem Minilötbrenner gemacht, den man in jedem Baumarkt bekommt.

So, nun ist es März 2006 und der Robbi02 ist etwas weiter gebaut. Ich überlegte mir, dass die Sache mit dem Controller vielleicht zu kompliziert wäre und entschloss mich, den Robby über kleine Kippschalter zu bedienen.

Möglicherweise sind auch die Gewindestangen noch zu dick und zu schwer. Das wird sich dann zeigen, wenn der Robby an ein altes PC-Netzteil angeschlossen ist.

Aber hier nun ein weiteres Bild:


Ihr seht hier also nun erst einmal die Reihe Kippschalter, die später für die Bedienung der einzelnen Achsen zuständig sind.

Weil uns die Möglichkeit, den Robby per C-Control zu steuern noch zu schwierig erschien, haben wir die Potis erst noch einmal ausgebaut und steuern nun den Robby einfach per Schalter.

Im folgenden Bild sind die ersten Kabelverbindungen angebracht und ein altes PC-Netzteil ist installiert:


Nico und Jan probierten auch gleich aus, die Achsen zu verfahren. Aber wie wir schon befürchtet hatten, waren die Gewindestangen zu groß und zu schwer für die kleinen Getriebemotoren. Also werden wir die M12-Gewindestangen nun durch M8-Gewindestangen ersetzen und noch einmal probieren.

An äußersten Ende der Achse 5 ist nun noch eine Spule eines auseinandergenommenen Relais hinzu gekommen. Mit dieser Relaisspule erhält man dann einen Elektromagneten, mit dem man Metallteile aufnehmen und loslassen kann.

Wie gesagt soll dann das Rätsel der "Türme von Hanoy" per Robby gelöst werden. Als Grundlage werden dann drei unterschiedlich hohe Podeste montiert. Auf einem liegen drei Holzscheiben mit je einem aufgeklebten Metallplättchen. Die kleinste Scheibe muss bei den "Türmen von Hanoy" immer oben liegen, und die Aufgabe ist es dann, die Scheiben vom ersten Podest auf das letzte Podest zu transportieren. Aber es muss immer eine kleinere Scheibe oben liegen ! Vielleicht kann man mit mehreren Kids einen Wettkampf auf Zeit veranstalten.


Natürlich könnte man auch eine handvoll Büroklammern ausstreuen und diese dann in eine Schachtel befördern.

Aber zunächst tauschten wir erst einmal die Gewindestangen der letzten beiden Achsen aus, da ja die Hebelarme etwas ungünstig geraten waren und mit M6 eine bessere Kraftübersetzung möglich war.

Zuletzt montierten wir mit Zweikomponentenkleber die Spule eines auseinandergenommenen 12-Volt-Relais an die Achse 4:


Dieses Relais ergab dann einen wunderbaren Elektromagneten, mit dem wir dann die Holzscheiben der "Türme von Hanoy" hochheben konnten.

Nun war nur noch die letzte Verkabelung und die drei Tischchen für die Holzscheiben zu machen und der Robby02 war fertig:


Auf die  drei verschieden großen  Holzscheiben klebten wir noch jeweils eine Unterlegscheibe auf, damit wir die Holzscheiben auch mit dem Elektromagnet heben konnten.

Dann ging es los und jeder durfte das Rätsel der "Türme von Hanoy" mit dem Robby 02 lösen.

Hier noch einmal der Schaltplan. Wir haben zur Ansteuerung der Achsmotoren einfach fünf Stück Wechseltaster mit den Schaltstellungen EIN-AUS-EIN von Reichelt benutzt. Jeder Taster in zweipoliger Ausführung. Somit konnten wir mit nur jeweils einem Taster die Drehrichtung der Motoren bestimmen:

 

Viel Spaß beim Nachbau,


Euer

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