Motorik. Rückblick Service-Robotik. Roboter mit Rädern. Robotertypen. Antriebs- plus Lenkachse Vierrad. Antriebs- plus Lenkachse Dreirad.

Transkript

1 Motorik Thomas Röfer Robotertypen Roboter mit Rädern Geenkt, differentie, synchron, omnidirektiona Laufmaschinen Statisch und dynamisch stabi Ein-, zwei-, ier- und sechsbeinig Rückbick Serice-Robotik 1921 Kare Čapek Serice- Roboter Zeiteiste der Robotik 1941 Isaac Asimo 1954 Prog.Arm 1961 Uni mation Autonomes Ausführen herkömmicher Aufgaben Unterstützung bei bei herkömmichen Aufgaben Autonomes Ausführen neuartiger Aufgaben 1968 Shakey ,000 Roboter Serice-Roboter Reinigung Tanken Medizin Büro Inspektion Entertainment Anforderungen Unterwasser Überwachung Reha Reinigung Tanken Medizin Haushat Wirtschaftiche Bedeutung Roboterbestand 1998 Prognose für Stückzahen Kassifikation Beispiee Zukunft Unterstützung bei bei neuartigen Aufgaben Rehabiitation Betreuung Kognitie Robotik I Kognitie Robotik I Motorik 2 Robotertypen Fahren Fahren Kognitie KognitieRoboter Mobi Mobi 2-D 2-D -D -D Laufen Laufen Stationär Stationär Roboter mit Rädern Vorteie Antriebsart ist auch sonst weit erbreitet Schne Schwere Lasten können transportiert werden Steuerung reati einfach Nachteie Infrastruktur (Wege, Straßen) erforderich Starke Veränderung der Umwet In unwegsamen Gegenden nicht einsetzbar Unnatürich Es gibt kein Lebewesen mit Rädern! Kognitie Robotik I Motorik Kognitie Robotik I Motorik 4 Dreirad Vierrad Dreirad Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) Ungenau Richtig Kognitie Robotik I Motorik 5 Kognitie Robotik I Motorik 6 1

2 Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe r α Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe s α r = s tanα Stützräder Kognitie Robotik I Motorik 7 Kognitie Robotik I Motorik 8 Kettenantrieb Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe r d Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Different. Kettenantrieb eft right = d d r r d r = 2 right right + eft eft Kognitie Robotik I Motorik 9 Kognitie Robotik I Motorik 10 Technik Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Achse für Aufbau Lenkmotor Antriebsmotor Kognitie Robotik I Motorik 11 Kognitie Robotik I Motorik 12 2

3 Omnidirektiona Kiough-Antrieb Omnidirektiona Kiough Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Richtungsektoren F 0 = [-1, 0] F 1 = [1,- ] / 2 F 2 = [1, ] / 2 Konstanten Radius der Räder: r Abstand der Räder om Zentrum: b Gewünschte Bewegung = [x,y], w Forme 0 = ( F 0 + b w) / r 1 = ( F 1 + b w) / r 2 = ( F 2 + b w) / r Kognitie Robotik I Motorik 1 Kognitie Robotik I Motorik 14 Omnidirektiona Speziee Räder Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Speziee Räder Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Speziee Räder Mecanum-Räder Kognitie Robotik I Motorik 15 Kognitie Robotik I Motorik 16 Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Speziee Räder Mecanum Räder Demonstration Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Speziee Räder Mecanum Räder Demonstration, Beispiee Kognitie Robotik I Motorik 17 Kognitie Robotik I Motorik 18

4 Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Speziee Räder (Acroname Inc.) Mecanum Räder Demonstration, Beispiee, = 2 2 R x y w Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Speziee Räder (Acroname Inc.) Mecanum Räder Demonstration, Beispiee,, Anwendung Kognitie Robotik I Motorik 19 Kognitie Robotik I Motorik 20 Redundanter Antrieb Laufmaschinen Dreirad Vierrad (Ackermann-Lenkung) und Differentiagetriebe Kettenantrieb Technik Kiough Speziee Räder (Acroname Inc.) Mecanum Räder Demonstration, Beispiee,, Anwendung Redundanter Antrieb Vorteie Können sich in unwegsamen Geände bewegen Gehen, aufen, hüpfen, kettern... Keine Veränderung der Umwet notwendig Bioogisch pausibe Nachteie Kompiziert zu bauen 6-beinige Maschinen haben 18 Geenke Energieersorgung schwierig Kompiziert zu steuern Für sinnoen Gang muss die Umgebung genau anaysiert werden Für den Transport schwerer Lasten eher ungeeignet Kognitie Robotik I Motorik 21 Kognitie Robotik I Motorik 22-6-beinig - 6-beinig Sechsbeiner Sechsbeiner Kognitie Robotik I Motorik 2 Kognitie Robotik I Motorik 24 4

5 - 4-beinig Dynamisch stabier Gang - 1-beinig Sechsbeiner VierLING Sechsbeiner VierLING Dynamisch stabier Gang Einbeinige Hüpfmaschine Kognitie Robotik I Motorik 25 Kognitie Robotik I Motorik 26 Dynamisch stabier Gang - 2-beinig Dynamisch stabier Gang - 4-beinig Sechsbeiner VierLING Dynamisch stabier Gang Einbeinige Hüpfmaschine Zweibeinige Laufmaschine Sechsbeiner VierLING Dynamisch stabier Gang Einbeinige Hüpfmaschine Zweibeinige Laufmaschine Vierbeinige Laufmaschine Kognitie Robotik I Motorik 27 Kognitie Robotik I Motorik 28 5