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adp_laufrobotik:adp_2012_ws_group1:hopper [13.04.2013 09:44]
Fabian Hoitz [Hopping]
adp_laufrobotik:adp_2012_ws_group1:hopper [13.04.2013 09:50] (aktuell)
Fabian Hoitz [Marco Hopper]
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 ===== Marco Hopper ===== ===== Marco Hopper =====
-Die Konstruktion und das Design von zweibeinigen Robotern sind durch gewisse Eigenschaften von Motoren, wie beispielsweise dem Drehmoment oder der Drehzahl, oder der durch das Material verursachten +Die Konstruktion und das Design von zweibeinigen Robotern sind durch gewisse Eigenschaften von Motoren, wie beispielsweise dem Drehmoment oder der Drehzahl, oder der durch das Material verursachten Reibung eingeschränkt. <​html></​br></​html>​ 
-Reibung eingeschränkt.<​html></​br></​html>​ +Um die Effizienz und die Stabilität des Gangbildes (z.B. Laufen, Rennen, Springen) zu verbessern, werden daher häufig federähnliche Strukturen in Laufrobotern eingebaut. Dabei wird davon ausgegangen,​ dass hauptsächlich die Sehnen des biologischen Muskel-Sehnen-Gelenk ​System ​die Ursache für das elastische Verhalten von Beinen sind.  
-Um die Effizienz und die Stabilität des Gangbildes (z.B. Laufen, Rennen, Springen) zu verbessern, werden daher häufig federähnliche Strukturen in Laufrobotern eingebaut. Dabei wird davon ausgegangen,​ +Neuste Erkenntnisse zeigen allerdings, ​dass simulierte reflexgesteuerte Muskeln sich federähnlich verhalten können obwohl die Sehnen komplett steif ist. Daher benötigt ein quasi-elastisches Verhalten der Gliedmaßen nicht notwendigerweise passive-elastisch nachgebende Strukturen innerhalb des Körpers.<​html></​br></​html>​ 
-dass hauptsächlich die Sehnen des biologischen Muskel-Sehnen-Gelenk ​Systems ​die Ursache für das +Seyfarth, Kalveram und Geyer [Seyfarth ​u. a. (2007)stellten in ihrem Paper den Marco-Hopper-Robot ​vor, um der Frage nachzugehen ob aus reiner Muskel-Reflex-Aktivität ein Muster entstehen kann, dass dem Hüpfmuster eines einbeinigen Sprunges mit Kontakt und Flugphase ähnelt.
-elastische Verhalten von Beinen sind. Neuste Erkenntnisse zeigen allerdings, simulierte reflexgesteuerte Muskeln sich federähnlich verhalten könnenobwohl die Sehnen komplett steif sind. Daher benötigt +
-ein quasi-elastisches Verhalten der Gliedmaßen nicht notwendigerweise passive-elastisch nachgebende +
-Strukturen innerhalb des Körpers.<​html></​br></​html>​ +
-Seyfarth, Kalveram und Geyer(Andre ​Seyfarth ​und Geyer (2007)stellten in ihrem Paper den Marco +
-Hopper vor, um der Frage nachzugehen ob aus reiner Muskel-Reflex-Aktivität ein Muster entstehen kann, +
-dass dem Hüpfmuster eines einbeinigen Sprunges mit Kontakt und Flugphase ähnelt.+
 Marco besteht aus einem Körper und einem motorgesteuerten Bein, welches in vertikaler Richtung bewegt werden kann.<​html></​br></​html>​ Marco besteht aus einem Körper und einem motorgesteuerten Bein, welches in vertikaler Richtung bewegt werden kann.<​html></​br></​html>​
-Bild 1 zeig die technische Umsetzung des Marco Hoppers. Ein Schlitten, der den Körper repräsentiert,​ +Abbildung 3 zeigt die technische Umsetzung des Marco-Hoppers. Ein Schlitten, der den Körper repräsentiert,​ gleitet über Kugellager auf einer vertikalen Rampe auf und ab. Ein starres Beinsegment ​ist am Schlitten befestigt und kann sich relativ dazu nach oben und unten bewegen. Auf dem Schlitten ist ein Motor angebracht. Er bewegt ​das Beinsegment ​über ein an der Motorwelle angebrachtes Zahnrad, welches wiederum einen Zahnriemen dreht, der an der Stange befestigt ist.<​html></​br></​html>​ 
-gleitet über Kugellager auf einer vertikalen Rampe auf und ab. Ein Stab, der das Bein darstellt, ​ist am +Wenn der Fuß des Beinsegments ​Bodenkontakt hat (Standphase),​ kann der Schlitte über einen entsprechenden Impuls/​Strom nach oben  beschleunigt werden.<​html></​br></​html>​ 
-Schlitten befestigt und kann sich relativ dazu nach oben und unten bewegen. Auf dem Schlitten ist ein +Ohne Bodenkontakt (Flugphase),​ folgt der Körperschwerpunkt von Schlitten ​und Beinsegment  ​den Gesetzen des freien Falls. Am unteren Ende des Beinsegments ​ist ein Ball aus Adiprene, ein stark dämpfendes Material, befestigt. Dieser Dämpfer mildert den Aufprall auf der Bodenplatte,​ der diese beschädigen könnte.<​html></​br></​html>​ 
-Motor angebracht. Er bewegt ​den Stab über ein an der Motorwelle angebrachtes Zahnrad, welches wiederum einen Zahnriemen dreht, der an der Stange befestigt ist.<​html></​br></​html>​ +Die Trägheit ​des Schlittens ​wird durch die Trägheit des Motors auf 1.9 kg erhöht. Darüber hinaus wirkt eine Reibungskraft um 6 N. 
-Wenn der Fuß des Stabes ​Bodenkontakt hat (Standphase),​ kann der Schlitte über einen entsprechenden +Das bedeutet, dass der Motor das Beinsegment bezüglich des Schlittens ​zu einer sehr trägen und steifen Vorrichtung macht. ​Dies zeigt die Tatsache, dass das Beinsegment, ​durch die Gravitation ​auf den Boden gezogen, ​dort haften bleibtwenn sich der Motor nach oben bewegt. <​html></​br></​html>​
-Impuls/​Strom nach oben beschleunigt werden.<​html></​br></​html>​ +
-Ohne Bodenkontakt (Flugphase),​ folgt das Zentrum ​der Masse(Center of Mass) vom Schlitten ​sowie +
-vom Stab den Gesetzen des freien Falls. Am unteren Ende des Stabes ​ist ein Ball aus Adiprene, ein stark +
-dämpfendes Material, befestigt. Dieser Dämpfer mildert den Aufprall auf der Bodenplatte,​ der diese beschädigen könnte.<​html></​br></​html>​ +
-Das Gewicht des schlitten beträgt 1.3 kg, das der Stange 0.5 kg. Die Trägheit ​der Stange ​wird durch die +
-Ausrüstung um 1.9 kg erhöht ​und die Reibungskraft um 6 N. Das bedeutet, dass der Motor die Stange +
-im bezugnahme auf den Schlitten ​zu einer sehr trägen und steifen Vorrichtung macht. ​Die Tatsache, dass +
-die Stange ​durch die Gravitation ​nach unten gezogen ​wirdund auf dem Boden haften bleibt wenn sich +
-der Motor nach oben bewegt ​zeigt dies.<​html></​br></​html>​+
 Drei Sensoren erfassen den Status des Marco:<​html></​br></​html>​ Drei Sensoren erfassen den Status des Marco:<​html></​br></​html>​
-Ein Posimag System misst die Position ​Ys des Schlittens, ein Geschwindigkeitsmesser der die Beschleunigung ​der Stange in Y Richtung misst, ​und ein Dehnungsmessstreifen auf der Bodenplatte ​misst +Ein Posimag System misst die vertikale ​Position des Schlittens, ein Beschleunigungssensor ​die entsprechende ​Beschleunigung und ein Dehnungsmessstreifen auf der Bodenplatte die Kontaktkraft. Die Länge ​des Beinsegments ​wird via numerischer Integration berechnet. ​<​html></​br></​html>​
-die Kontaktkraft. Die Länge ​der Stange ​wird via numerischer Integration berechnet. +
-Studien mit dem Hopper sollten zeigen, wie stabiles hopping in einem Roboterbein generiert werden +
-kann: Es fordert, dass die verlorene Energie ersetzt wird. Dies kann auf mehrere Arten geschehen. Das +
-gemeinsame Merkmal der getesteten Modelle war, dass die Energieversorgung nach der mittleren Standphase größer war als die davor [Andre Seyfarth und Geyer (2007)].+
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 +Studien mit dem Hopper sollten zeigen, wie stabiles Hüpfen in einem Roboterbein generiert werden kann: Es fordert, dass die verlorene Energie ersetzt wird. Dies kann auf mehrere Arten geschehen. Das gemeinsame Merkmal der getesteten Modelle war, dass die Energieversorgung nach der mittleren Standphase größer war als die davor [Seyfarth u. a. (2007)].<​html></​br></​html>​
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 <​imgcaption image3 |Marco Hopper> <​imgcaption image3 |Marco Hopper>
adp_laufrobotik/adp_2012_ws_group1/hopper.txt · Zuletzt geändert: 13.04.2013 09:50 von Fabian Hoitz
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