Dieser Bericht dokumentiert die mechanische Endmontage eines 16-Achsen-Roboter-Torsos, bestehend aus zwei anthropomorphen Armen und einem zweiachsigen Kopfsegment. Das System basiert auf einer Hybridkonstruktion aus CNC-gefrästen Aluminiumbauteilen (gefertigt von PCBWay) und funktionalen 3D-Druckkomponenten. Als Hauptsensorik im Kopf dient eine Intel RealSense D435 Tiefenkamera.
Die Aktuierung erfolgt über 16 bürstenlose Servomotoren, unterteilt in drei Leistungsklassen (groß für Schultergelenke, mittel für Ellbogen, klein für Nacken und Handgelenke). Die Steuerung ist symmetrisch adressiert: Aktuatoren-IDs 1–7 bedienen den rechten Arm, IDs 8–14 den linken Arm und IDs 15–16 das Nacken- und Kopfsegment. Der Torso verfügt über eine integrierte interne Kabelführung, eine doppelte LiPo-Akkustromversorgung mit Kapazitätsanzeige sowie modulare Werkzeugaufnahmen für wechselbare Endeffektoren (Greifer). Zur Aufrechterhaltung der Statik bei dynamischer Eigenmasse wurde die Basis mit Aluminium-Extrusionsprofilen verbreitert.
Wichtigste Punkte & Zeitstempel
0:03 Systemarchitektur & Materialauswahl: Aufbau eines humanoidem Torsos zur Ansteuerung über ein bereits entwickeltes Teleoperations-Eingabegerät („Leader Arm“). Verwendung von präzisionsgefrästen Aluminiumträgern und Senkkopfverschraubungen.
2:18 Fertigungsmöglichkeiten & Sponsoring: Analyse der Fertigungstoleranzen und Dienstleistungen von PCBWay, einschließlich CNC-Fräsen, Multi-Material-3D-Druck (z. B. PEEK, Titan) sowie Bestückung von Leiterplatten (PCBA) mit beigestellten Spezialkomponenten.
3:45 Montage des Kopfmoduls: Integration der Intel RealSense D435 Tiefenkamera sowie zweier Aktuatoren (IDs 15 und 16) für Nick- und Schwenkbewegungen mit integrierter Belüftung und mechanischen Anschlägen.
4:07 Aktuatoren-Spezifikation: Einsatz von 16 bürstenlosen Gelenkantrieben in drei verschiedenen Baugrößen zur Abdeckung unterschiedlicher Drehmomentanforderungen in Schulter, Ellbogen und Handgelenk.
6:52 Strukturaufbau des Torsos: Befestigung der tragenden Hauptplatten am Aluminium-Zentralbalken mittels M8-Schrauben zur Absicherung der Biegemomente durch die Armmasse.
11:15 Stromversorgung & Akkuschacht: Implementierung einer internen Stromversorgung mit zwei High-Discharge-Akkus und rückseitiger LED-Spannungsanzeige zur kabellosen Demonstration.
12:11 Schultergelenk-Assemblierung: Montage der Schulterrotationsachsen (IDs 1/2 rechts, IDs 9/10 links) mit breiter Spurweite zur Maximierung des effektiven Arbeitsraums.
13:45 Modifikation der Basis: Verbreiterung der Standfläche durch Montage externer Aluminiumprofile zur Erhöhung der Kippstabilität während der Montagephase.
15:02 Ellenbogen- und Oberarmglieder: Installation der Verbindungselemente (IDs 3/4 und 10/11) mit internen Hohlkanälen für die verdeckte Verlegung der Versorgungs- und Busleitungen.
16:00 Handgelenk & Endeffektoren: Integration kompakter 2-Achsen-Handgelenke (IDs 6/7 und 13/14) sowie Installation zwei unterschiedlicher, modular austauschbarer Parallelgreifer.
19:22 Modulare Validierung: Bewertung der mechanischen Armgeometrie, Bestätigung der Modulkompatibilität zur Skalierung der Gliedmaßen und Vorschau auf die bevorstehende Bus-Verkabelung.