Entwicklung eines Lehrroboters
für die Lehrerausbildung
im Fach Technik
Institut für Technik und ihre Didaktik
Wilhelm-Klemm-Str. 10
48149 Münster
Inhalt:
1. Idee und Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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Inhalt:
1. Idee und Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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Inhalt:
1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Entwicklung eines Lehrroboters
als Grundlage für
ein neu zu entwickelndes Seminar
im Rahmen des Masterstudiengangs
zum Thema
Robotertechnik und Mechatronik
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Inhalt:
1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Vorgabe:
Roboter soll Bindeglied sein
zwischen „Spielzeugrobotern“…
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1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Vorgabe:
…und professionellen Robotern aus
industrieller Fertigung.
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1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Ursprüngliche Planung:
Der Roboter soll sich
- als autonomer Fahrroboter
- mit Hilfe von Ultraschallsensoren
- und Kamera
- im Freien
zu Recht finden und bewegen
können.
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1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Erste Experimente
und Messungen
zu den geplanten Vorgaben
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1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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Vorgeschichte
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1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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Vorgeschichte
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1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Neue Planung:
Der Roboter soll sich
- als autonomer Fahrroboter
- mit Hilfe von Ultraschallsensoren
- und Kamera
- im Freien
zu Recht finden und bewegen
können.
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1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Der Prototyp
Im Jahr 2006 haben drei Studenten
im Rahmen ihrer Examensarbeiten
einen ersten Prototypen eines
autonomen Fahrroboters entwickelt,
konstruiert und programmiert.
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Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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Vorgeschichte
1.1 Idee
1.2 Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Der neue Roboter soll
- kleiner, leichter und moderner als
der Prototyp sein
-sich eleganter im Raum bewegen
können
- übersichtlich gestaltet sein
- über einen leistungsstarkern
Mikrocontroller verfügen, der
- genug Anschlussmöglichkeiten
für Sensoren und Aktoren hat
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Aussuchen von Fertigelementen
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Getriebemotor
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Zahnriemenscheiben
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Linearkugellager
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Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Trapezgewindespindel
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Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Trapezgewindemutter
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Erstellen der einzelnen
Fertigelemente als CAD-Modelle
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
2.1 Vorüberlegungen
2.2 Erste Schritte
2.3 Erstellung eines
CAD-Modells
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
Komponente:
Realisierung:
Mikrokontroller
C-Control Pro Application Board 128
Aktoren
2 Schrittmotoren (Antrieb),
2 Getriebemotoren (Greifarm)
Sensoren
Kamera, 3 Ultraschallsensoren
Energieversorgung Akku, Spannungsregler
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Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programm
5. Ausblick
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Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
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3. Konstruktion und
Fertigung
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3.2 Elektronik
4. Programmierung
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Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
3.1 Mechanik
3.2 Elektronik
4. Programmierung
5. Ausblick
2x
2x
M
Getriebemo
torTreiber
L298
Schritt
motorTreiber
L297/L298
Step
Clock
CW/ CCW
Half/ Full
Enable
Vref
Akku
12 V
M
CW/ CCW
Enable
C-Control
Pro
Application
Board 128
Spannungs
- Regler
| 5V
3x
Entf.
cm.
SRF
10
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Programm
Wert
(N.)
CMU
cam
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1. Idee und Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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3. Konstruktion und
Fertigung
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3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
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Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
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3. Konstruktion und
Fertigung
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
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1. Idee und Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Erstmalig Einsatz des Lehrroboters:
Masterstudiengang WS 08 / 09
Separate Programmierarbeitsplätze:
- die Antriebssteuerung
- der Greifarm
- die Bilderkennung
- die Ultraschall- Sensoren
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
Version 3 ?
Weitere Entwicklung und
Verbesserung des zweiten Modells.
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1. Idee und
Vorgeschichte
2. Planung
3. Konstruktion und
Fertigung
4. Programmierung
5. Ausblick
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Entwicklung_eines_Lehrroboters2