Hallo allerseits!

Heute möchte ich gerne ein Projekt vorstellen, das ich zusammen mit einem Freund zusammen entwickle: Es handelt sich hierbei um einen Roboter. Einige erinnern sich vielleicht noch an Forenpostings von mir, in denen ich Fragen gestellt hatte und dank Uwes großartigem technischem Know-How war es dann irgendwann mal soweit.

Im Sommer haben Nils und ich uns dann das erste Mal getroffen und zuvor grobe Pläne besprochen. Es soll sich bei diesem Roboter um ein 60 cm langes Gebilde handeln, das auf Ketten fährt. Die Höhe ist noch nicht festgelegt. Wir haben den Grundsatz, so weit wie möglich, alles mit der Hand zu erschaffen. Einen Namen haben wir übrigens noch nicht dafür, falls also jemand eine Idee beim Lesen des Artikels bekommt, freuen wir uns natürlich! In seinem Endstadium soll er über mindestens zwei voll bewegliche Greifarme verfügen, ein Lager, um Gegenstände aufzunehmen, eine Menge Umgebungssensoren, eine Kamera und mehrere Arduinos, die verschiedene Aufgaben übernehmen und über einen zentralen kommunizieren. Das hat zwei Gründe: Zunächst reichen die Ports nicht aus und darüber hinaus werden die Programme sicher recht lang.

Genaueres gibt es eigentlich noch nicht, da wir recht intuitiv arbeiten. Wir besprechen kurz und bauen drauf los – vielleicht ist das nicht sehr vorbildlich, hat bis jetzt aber immer geklappt.

Nun aber zum eigentlichen: Der grundlegene Aufbau sieht wie folgt aus: Das Hauptgewicht tragen bei uns die Seitenwände. Normalerweise kennt man es so, dass man einen festen Boden hat (z.B. beim Auto) und darauf alles aufgebaut wird. Bei uns dient der Boden eigentlich nur als Verkleidung, die Seitenwände bilden das Grundgerüst, die durch Querverstrebungen verbunden sind.

Roboter - I: Wir haben sogar einen Plan - gehabt!

Die Seitenteile bestehen jeweils aus 2 Lagen weiterer Wände, die über Bucheleisten mit Hilfe von Maschinenschrauben verbunden werden. Die weiteren Wände bestehen jeweils aus 2 Blechen Alu, das Pappelholz umschließt. Zusammen eine bombige Konstruktion.

Hier erkennt man die einzelnen Wände, und die Bucheleisten. Die großen Löcher dienen der Belüftung über gewöhnliche PC-Gehäuse-Lüfter.

Lüfterbleche mit Umbördelung, aus Alu. Diese erfüllen ihren Zweck nicht mehr, da Achsen durch sie hindurchführen würden. Sie werden durch jeweils zwei getrennte – für jeden Lüfter eins – ersetzt.

So sah das Ganze vor dem 2. Treffen aus. Die Lüfter sind bereits eingelassen, Tape kommt drüber, um den Staub der Jahrhunderte keine Chance zu geben.

Diese Seitenwände (2 Stück gibt es davon) mussten nun mit Kugellagern versehen werden, damit die Achsen eingeführt werden können. 5 Stück gibt es davon auf jeder Seite, 3 Laufräder am Boden, 1 vorne in der Luft (falls ein Gegenstand im Weg ist) und ein Antriebsrad, dass mit einem Elektromotor betrieben wird. Also mussten wir Löcher bohren und auffeilen (wir hatten keinen passenden Bohrer für 1,5 cm-Bohrungen.

Das Auffeilen der Löcher zeigte sich als zeitaufwändiger, als zunächst erwartet. Wir waren in Akkordarbeit an zwei Schraubstöcken stundenlang damit beschäftigt. Die mittelgroßen Löcher waren für die Kugellager vorgesehen.: Für Nahrung war gesorgt: Durch Feilen verstaubte Cookies schmecken akzeptabel – wenn man sich daran gewöhnt hat.

Danach konnten wir die Kugellager einkleben, mit normalen Heißkleber.

Vorsichtig mussten wir beim Einkleben allemal sein: Zweimal sind Klebe-Fäden im Kugellager gelandet und konnten nur mühsam entfernt werden. Das vermutete „Selbstreinigen“ durch Drehen verschlimmerte das Ganze nur...

Nach getaner Arbeit: Die Kugellager halten, zwei fehlen noch für das Loch oben rechts.

Der nächste große Schritt war die Integration der Motoren.
Bei den Motoren – hier versehen mit speziell angefertigten Stirnzahnrädern – sind sehr kräftig. Sie drehen zwar langsam aber stark, also genau so, wie es sein soll.

Dazu musste die Antriebsachse entworfen werden. Dieses besteht aus, wie jede Achse, einer Silberstahlwelle, die an der einen Seite mit einem Stirnzahnrad versehen und auf der anderen Seite mit einem selbst gebauten Antriebsrad ausgestattet ist.

Die Silberstahlwellen mussten gesägt und anschließend angefeilt werden. Der Durchmesser beträgt 8 mm.

Das Antriebsrad besteht aus vier Holzrädern, um die, mit präparierten Schrauben befestigt, ein Teil der Kette gelegt wird. Diese wurde übrigens von Nils per Hand angefertigt.

Die Kette wird gesant mehrere Meter lang.

Eine Detailaufnahme der Kette.

Das ganze wird über o.g. Schrauben gleichzeitig an der Achse befestigt.
Das Antriebsrad beim Verleimen.

Die komplette Antriebswelle.

Nun musste ein Motorblock Motor und Antriebswelle verbinden. Dabei musste dieser an die Seitenwände veschraubt werden, da diese das Gewicht halten.

Dazu wurde als Rohling jeweils eine Stahlplatte verwendet. Diese ist zwar schwer, im Gegensatz zum Rest des Roboters, die Stabilität ist hier aber nötig: Die Motoren sind inklusive Getriebe verdammt schwer!

Das Feilen der Löcher für die Motoren bereitet bei 2 mal 5 mm Stahl natürlich besonders Spaß, es hat ungefähr 3 Stunden gedauert...

Als Hintergrund diente Eichen-Holz, dass auch recht stabil ist. Dies diente als „Verkleidung“.

Es passt!

...nachdem der Dremel etwas nachgeholfen hatte, dies erkennt man an den verkohlten Stellen.

Bei der Montur des Motorblocks an der Wand, die beiden Motorblöcke werden über Gewindestangen verbunden, die für den Zusammenhalt der Seitenwände sorgen.: Man beachte hierbei den Gürtel, der links im Bild gerade noch erkennbar ist: Nils hat sich diesen nach dem selben Prinzip, wie die Kette selber gebaut. Man kann sich das wie einen Streifen aus einem mittelalterlichen Kettenhemd vorstellen.

Zuletzt wurden noch die Laufräder erstellt. Diese bestehen aus einem Modellrad aus Plastik mit Gummiüberzug. Von beiden Seiten werden Aluscheiben aufgeschoben, die verhindern, dass die Kette abrutscht.

Die 6 bodennahen Laufräder, die Aluscheiben fehlen noch.

Nun war es Zeit für die Endmontage des Zwischenstadiums: Wir haben eine Menge geschafft!

Die verbauten Lüfter.

Die Zahnräder. Die Verzahnung sollte sich, trotz kleiner Verschiebung, nicht abnutzen: Es handelt sich um gehärteten Edelstahl. Eher verreckt der Motor (tut er natürlich hoffentlich nicht).

Das Zwischenprodukt.

Unten erkennt man einen der Akkus. Insgesamt sollen 2-3 davon verbaut werden. Dieser hier hat 7,2 Ah, der Roboter läuft mit 12V. Da nichts anderes verfügbar war, mussten wir Blumendraht zur Verbindung nehmen. Die Antriebsachse wird noch verkürzt. Die Alu-Vierkantstangen dienen zur Verbindung, es werden noch mehr davon. Fehlen tut noch ein weiteres Laufrad, das ebenfalls aus Holz gefertigt wird. Der freihängende Motor wird auf der anderen Seite durch den anderen Motorblock gestützt.

Ich hoffe, einen guten Einblick in unsere Arbeit gegeben zu haben und würde gerne nach dem nächsten Treffen erneut berichten. Gerne freuen wir uns über Ideen, Anregungen, meinetwegen auch über Kritik! :-)

Viele Grüße aus dem Pott,
Matthias