Seine gleichmäßige, geometrische Form, die einem Tetraeder ähnelt, gab ihm den Namen Tetrabot.

Auch die Elektronik soll redundant ausgelegt werden. Jede seiner vier “Tentakeln” wird durch einen Atmel AVR Mikrocontroller gesteuert. Zusätzlich bekommt jedes Bein noch eine spezielle Aufgabe:

1. Kommunikation
2. Navigation
3. Stromversorgung
4. Sensorik

Ein Bein besteht aus:

• 2 AAA Ni-MH Akkus
• Atmel AVR ATMega Mikrocontroller
• Taster
• LED’s
• Umgebungslichtsensor
• Servo + Omniwheel
• Gabellichtschranke
• Ultraschall Sensor

Hinzu kommen für die einzelnen Aufgabenbereiche individuelle Elemente:

• IR Sender + Empfänger
• Bluetooth
• Temperatursensor
• Mikrofon

Untereinander sollen die Beine über den I²C Bus verbunden werden und sich so im “multiple master” Modus gleichberechtigt austauschen.

Fast ein halbes Jahr ist jetzt seit meinen ersten Gedanken vergangen. Mittlerweile ist die Planung fast abgeschlossen.

Das Grundgerüst + Akkus und Antrieb des Roboters sind schon fertig. Trotzdem liegt noch viel Arbeit vor mir . Ich rechne erst nach meinem Abitur mit der Fertigstellung… Hoffentlich habe ich während meines Zivildienst dann mehr Zeit.

Hier meine ersten Ergebnisse:

Das war es mal fürs erste… Die entgültige Form und Funktionweise des Roboters behalte ich noch ein paar Monate für mich. Es jetzt zu beschreiben wäre sinnlos. Bilder sagen ja sowieso mehr als 1000 Worte…

Raul Rojas and Alexander Gloye Förster verfassten auch eine wissenschaftliche Arbeit zum omnidirektionalen Antrieb.

Kommerzielle Omniwheels gibt es hier: www.omniwheel.com. Preislich liegen sie aber nicht in meinem Bereich und sind wegen der hohen Portokosten auch gleich ausgeschieden…

Also hab ich mich selber ans Werk gemacht. Preislich bin ich mit meiner Variante bei ca 10 € für alle vier Räder gelandet.

Bauanleitung

Material

• Holzperlen mit Loch
• Schrumpfschlauch mit dem Durchmesser der Holzperlen
• dicker isolierter Draht mit dem Durchmesser des Innendurchmessers der Perlen
• dünnen Draht für die Speichen
• Lochrasterplatinen für die Radnarben
• Muttern und Abstandshalter

Werkzeug

• Schere
• Kerze
• feine Zange
• Seitenschneider
• Dremel
• Bohrmaschine

Los gehts

1. Wir beginnen mit dem Schrumpfschlauch. Dieser wird kleine Stücke geschnitten, die etwas solang wie der Durchmesser der Holzperlen lang sind.
2. Der Schrumpfschlauch wird über die Holzperlen gezogen und mit einer Kerze erhitzt.
3. Wir fädeln die Perlen auf ein entsprechend langes Stück des dicken Drahtes. Dies wird unsere Felge.
4. Durch das Herausziehen des Metalldrahtes aus der Isolierung können wir die Felge schließen.
5. Mit dem dünnen Draht werden je nach Perlenanzahl die Speichen gespannt.
6. Aus der Lochrasterplatine werden mithilfe des Dremels zwei kleine runde Radnaben geschnitten, die mit entsprechenden Löchern für die Achse und die Speichen versehen werden.
7. Speichen auftrennen und durch Anwinkeln der Enden in die Radnarbe einhängen.
8. Die beiden Platten der Radnarbe mit den Abstandshaltern auseinander drücken. Dadurch entsteht die nötige Spannung des Rades.
9. Fertig

Ich gebe diese Anleitung ist sehr kurz gehalten. Sollten noch Fragen aufkommen, würde ich mich über ein paar Kommentare sehr freuen…

Heute sind meine 4 Servos für den TetraBot eingetroffen. Sie werden später dem Roboter zu einem omnidirektionalen Antrieb verhelfen.

Ich habe mich für folgenden Typ entschieden:

GWS IQ-220BB von Hype RC

- Stellkraft:
- 4,8V: 42 Ncm
- 6,0V: 48 Ncm

- Stellzeit (60°):
- 4,8 V: 0,10 s
- 6,0 V: 0,08 s

- Umdrehungen / Minute:
- 4,8 V: upm = 60 / (0,10 s * 6) = 100
- 6,0 V: upm = 60 / (0,08 s * 6) = 125

- Größe L x H x B: 30,86 mm x 28,5 mm x 16,2 mm
- Gewicht: 19 g
- Kunststoffgetriebe
- Kugellager

Um die Servos als Antrieb nutzen zu können, müssen sie für eine Rotation um 360° statt 90° modifiziert werden.

Hier ein kleines Howto dazu:

1. Servogehäuse öffnen

Wie jeder Servo lässt sich auch der IQ-220BB über die vier Schrauben am oberen Gehäuserand öffnen. Das Servogehäuse besteht aus drei Teilen. Jeweils ein Teil bedeckt die Elektronik bzw. das Getriebe. Das dritte Teil enthält den Motor und die Lagerung für das Getriebe.

Beim Öffnen des Servos sollte man sich ein sauberes Plätzchen suchen, um das Getriebe sauber zu halten.

2. Getriebe entfernen

Beim Entfernen des Getriebes sollte man auf die Anordnung der Zahnräder achten um diese beim Zusammenbauen wieder korrekt anordnen zu können. Lagert die Zahnräder am besten auf einem sauberen Papier. Achtet auch auf das Kugellager. Nicht vergessen!

3. Potentiometer entfernen

Nun zum ersten schwierigeren Schritt. Ihr müsst das Potentiometer des Servos durch das größte Gehäuseteil  drücken, sodass es aufbricht und sich entfernen lässt. Dazu kann es nötig sein etwas mehr Kraft aufwenden zu können. Achtet darauf, dass ihr die Motorwelle nicht beschädigt!

Der Rest des Potentiometers müsste noch an die Elektronik gelötet sein. Knipst das Poti am besten möglichst nah am Gehäuse ab um die Beine des Potis später als Lötstelle für die Widerstände nutzten zu können

4. Abtriebzahnrad modifizieren

Das Abtriebzahnrad besitzt zwei kleine “Nasen” die die Rotation um 360° verhindern. Diese müssen am besten mit einem scharfen Teppichmesser entfernt werden. Achtet darauf die Zähne nicht zu beschädigen und nichts überstehen zu lassen.

5. Widerstandsnetzwerk verlöten

Das Potientiometer wird durch ein einfaches Widerstandnetzwerk ersetzt. Der Gesammtwiderstand des Potis beträgt 5 kOhm. Zwei 2,5 kOhm Widerstände müssen also jeweils vom mittleren Poti-Pin zu einem der äußeren Pins verbunden werden. Die übrig gebliebenen Poti-Beinchen eigenen sich ideal als Lötstellen.

6. Servo zusammenschrauben & testen

Nun könnt ihr das Servo wieder zusammenbauen. Geht dabei genauso wie beim Öffnen vor.

Beim ersten Test an eurer RC Anlage solltet ihr genauer auf das Getriebe achten um eventuelle Geräusche und Schäden am Getriebe zu erkennen.