BLACK OAR STUDIO · MASCHINENRAUM 05

Laufroboter Traber

Ein Vierbeiner mit zwölf Gelenken, entworfen im Maschinenraum. Jeder Fuß wird über die inverse Kinematik exakt gesetzt, steht in der Standphase fest am Boden und schwingt dann auf einer Zykloide nach vorn. Stützpolygon, Stabilitätsreserve und Gelenkmomente rechnet die Seite live mit.

0,30m/s
Schritt · Zyklus 1,20 s · Echtzeit

Ziehen dreht · nach einem Klick zoomt das Mausrad · Bein anklicken wählt es aus

Stabil · Reserve – mm
Lauf
Gangart
Gelände
Zeitlupe
Kamera

Bein VL

Standphase
Gangart
–
Tempo
–
Stabilitätsreserve
–
Fußkraft
–
Hüftmoment
–
Kniemoment
–
Tastgrad
–
Schrittlänge
–
GangdiagrammBalken = Fuß am Boden
GelenkwinkelBein VL
  • Abduktion
  • Hüfte
  • Knie
Gelenkmomentequasistatisch
  • Hüfte
  • Knie

Datenblatt

Bauart
Vierbeiner, je Bein Abduktion, Hüfte und Knie, zusammen 12 Antriebe
Masse
26 kg (Modellannahme, Schwerpunkt in Rumpfmitte)
Rumpf
620 × 220 × 120 mm
Hüftabstand
480 mm längs, 200 mm quer
Bein
Oberschenkel 220 mm, Unterschenkel 220 mm, Abduktionsversatz 80 mm
Kniebetrieb
Motor an der Hüfte, Zahnriemen 1 : 1 zum Knie
Fuß
Gummikugel Ø 44 mm
Schritt
Tastgrad 0,80, Fußfolge HL – VL – HR – VR, immer drei Füße am Boden
Trab
Tastgrad 0,55, diagonale Paare VL + HR und VR + HL
Pass
Tastgrad 0,55, seitengleiche Paare VL + HL und VR + HR
Schrittlänge
höchstens 280 mm, darüber steigt die Schrittfrequenz

Traber ist ein frei entworfener Roboter, kein reales Produkt.

So rechnet das Modell

  1. Inverse Kinematik, geschlossen gelöst: Abduktion aus der Querebene q₁ = atan2(y, z) − atan2(−h, d), Knie aus dem Kosinussatz cos q₃ = (D² − l₁² − l₂²) / (2·l₁·l₂), Hüfte aus dem Dreieck. Die Vorwärtsrechnung trifft den Zielpunkt auf unter 0,1 mm.
  2. In der Standphase bleibt der Fuß im Raum stehen und der Rumpf bewegt sich darüber. So rutscht kein Fuß.
  3. In der Schwungphase läuft der Fuß auf einer Zykloide, mit dem Hubbogen über dem höheren der beiden Aufsetzpunkte. Das Ziel liegt dort, wo die Hüfte zur Mitte der nächsten Standphase steht (Raibert-Regel).
  4. Stabilität: konvexe Hülle der Standfüße, Reserve gleich kleinster Abstand des Schwerpunkts zum Rand. Im Schritt verlagert der Rumpf den Schwerpunkt vor jedem Anheben in das Stützdreieck. Trab und Pass stehen statisch auf einer Linie und halten sich nur dynamisch; das Modell zeigt das als negative Reserve.
  5. Momente quasistatisch: Die Gewichtskraft wird nach Lage des Schwerpunkts auf die Standfüße verteilt (bei vier Füßen die Lösung mit kleinster Norm), Moment gleich Gelenkachse · (Hebel × Kraft). Beschleunigungen, Beinmassen und Reibung fehlen.

BLACK OAR STUDIO

Ein Demonstrationsmodell aus dem Maschinenraum von Black Oar Studio. Keine Konstruktions- oder Einbauanleitung.

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