Entwicklung einer Funktionsbibliothek in MATLAB zur Bewegung

Entwicklung einer Funktionsbibliothek in
MATLAB zur Bewegung eines
spinnenförmigen Roboters
Jan Rüger ([email protected])
Mirco Weber ([email protected])
Pascal Habiger ([email protected])
10.Oktober 2015
ZUSAMMENFASSUNG
Stand der Technik:
Zu Beginn der Tätigkeiten war der mechanische Aufbau eines
spinnenförmiger Roboters gegeben. Zusätzlich gab es einige
Softwarefragmente, mit deren Hilfe eine Kommunikation zu den
Motoren möglich ist.
Ziele:
Ziel der Projektarbeit war es, den Roboter aufstehen zu lassen und in
der Luft gegenüber der Horizontalen zu Verkippen. Hierzu wurde mit
Erfolg eine Funktionsbibliothek in MATLAB erstellt.
2
ÜBERSICHT
1.
Einführung
2.
Transformationen
3.
Servomotoren
4.
Bahnsteuerung
5.
Verkippung
6.
Zusammenfassung
3
EINFÜHRUNG – Stand der Technik
Programmierschnittstelle
Mechanischer Aufbau
mit 6 Beinen
4
EINFÜHRUNG – Stand der Technik & Ziele
Software: Funktionen
•
Zur Kommunikation
•
Transformationen
Ziele dieser Projektarbeit
•
Aufstehen
•
Verkippen
Nebenbedingungen
•
lesbare Software
•
Möglichkeit für nachträgliche Änderungen / Erweiterungen
5
ÜBERSICHT
1.
Einführung
2.
Transformationen
3.
Servomotoren
4.
Bahnsteuerung
5.
Verkippung
6.
Zusammenfassung
6
TRANSFORMATIONEN - allgemein
Transformationen:
Zusammenhang zwischen Gelenkwinkel und Position der Spitze eines
Beines
7
ÜBERSICHT
1.
Einführung
2.
Transformationen
3.
Servomotoren
4.
Bahnsteuerung
5.
Verkippung
6.
Zusammenfassung
8
Dynamixel AX-12A
9
Kommunikation
10
Ansteuerung
Read Data
Write Data
Sync Write
Liest Werte aus einer
Control-Tabelle
Schreibt Werte auf eine
Control-Tabelle
Schreibt gleichzeitig
Werte auf definierte
Anzahl an Motoren
Motoren werden synchron
Motoren werden
angesteuert
hintereinander angesteuert
Zielpositionsankunft nicht gleichzeitig
+
Keine definierte Bahn
Bahnsteuerung notwendig
11
ÜBERSICHT
1.
Einführung
2.
Transformationen
3.
Servomotoren
4.
Bahnsteuerung
5.
Verkippung
6.
Zusammenfassung
12
BAHNSTEUERUNG - Ziele
Linearbahnen für Aufstehen
Leg30
Leg10
-2
-3
-4
-5
-6
Leg50
-7
-8
-9
-10
40
20
0
-20
-40
y-Achse in cm
13
-20
-10
0
10
x-Achse in cm
20
30
BAHNSTEUERUNG – Point to Point(PTP)
Startwinkelsatz
105°
𝑞𝑆𝑡 =
60°
14
Zielwinkelsatz
190°
𝑞𝑍 =
120°
BAHNSTEUERUNG – PTP
Leitgelenk
15
Normieren der Zeit
Vorgabe neuer
Geschwindigkeiten
BAHNSTEUERUNG – PTP
16
BAHNSTEUERUNG – Continious Path
17
BAHNSTEUERUNG – CP Steuerung
18
BAHNSTEUERUNG – CP + PTP + Überschleifen
Ziel ist eine lineare Bahn
Was ist gegeben:
•
Synchrone PTP: gerader Verlauf für kleine Winkel
•
CP Steuerung: Methode um Stützpunkte zu berechnen
19
BAHNSTEUERUNG – CP + PTP + Überschleifen
20
BAHNSTEUERUNG – CP + PTP + Überschleifen
2 Abschnitte mit linear abgefahrener Bahn
21
BAHNSTEUERUNG – CP + PTP + Überschleifen
22
BAHNSTEUERUNG – CP + PTP + Überschleifen
23
ÜBERSICHT
1.
Einführung
2.
Transformationen
3.
Servomotoren
4.
Bahnsteuerung
5.
Verkippung
6.
Zusammenfassung
24
Verkippung
B
25
A
Verkippung
α
B
26
α
A
Verkippung
α
α
27
Verkippung
28
ÜBERSICHT
1.
Einführung
2.
Transformationen
3.
Servomotoren
4.
Bahnsteuerung
5.
Verkippung
6.
Zusammenfassung
29
Zusammenfassung
Motoransteuerung
Load…
Transformationen
30
Komplexe Bewegung
Complete
Bahnsteuerung

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