Walter: Roboterarm mit ausgeklügelten Bewegungen
Was passiert, wenn ein Roboterarm in Rente geht? Jochen Alt hat dazu einen Kurzfilm gedreht. Hauptdarsteller Walter hat er selbst gebaut und seine Bewegungen detailliert berechnet und programmiert.
(Bild: Jochen Alt)
- Helga Hansen
Seit den 60er Jahren werden in Fabriken Industrieroboter eingesetzt. Wie ihr Lebensabend nach 50 Jahren aussehen könnte, demonstriert Maker Jochen Alt in seinem neuen Kurzfilm "Walter". Es ist auch der Name des Roboterarms, den er selbst konstruiert und gebaut hat. Neben einem Retrolook setzt er dabei auf möglichst fließend aussehende Bewegungen. Um dies zu erreichen, werden die Bewegungen ausgeklügelt geplant, berechnet und in Mechanik umgesetzt.
Bewegungen optimieren
Zunächst werden die Bahnen über einzelne Punkte geplant, die während einer Bewegung angesteuert werden müssen. Anschließend wird die Bewegung zu einer Bézierkurve optimiert, um möglichst geschmeidig auszusehen (siehe Vergleich unten). Für ein noch feineres Bild nutzt Alt außerdem Geschwindigkeitsprofile, damit der Arm zum Beispiel vor einer Ecke kurz abbremst und anschließend wieder beschleunigt. Schließlich werden die nötigen Winkeländerungen der fünf Gelenke und Walters Hand berechnet.
(Bild: Jochen Alt)
Elektronikaufbau
Die berechneten Daten werden an einen Webserver gesendet, der auf einem Odroid XU4 Board läuft. Er reicht sie über eine UART-Schnittstelle an einen ARM Cortex M4 weiter, der die fünf Steppermotoren und fünf Drehgeber der Gelenke sowie zwei Servos der Hand steuert. Die Elektronik steckt im Kontrollkasten, den Alt auf Ebay gefunden hat. Bis auf den Drehregler für die manuelle Einstellung der Nullstellung des Gelenks und den Resetknopf sind die Anzeigen allerdings nur Deko. Der Kasten ist wie der Arm im Stil alter Maschinen grün angemalt. Die Teile des Arms hat Alt mit seinem 3D-Drucker Zortrax M200 gedruckt.
(Bild: Jochen Alt)
Die verwendeten Dateien sowie eine ausführliche Dokumentation auf Englisch hat Alt ins Internet gestellt. Bereits vor zwei Jahren hatte seine letzte Kreation uns begeistert: die interaktive Lampe Luci reagiert auf Personen, die vor ihr stehen. Sie erinnert ganz bewußt an die bekannte Pixar-Lampe. (hch)
