Einleitung

• Er sollte 6 Räder haben. Davon sollten 4 gelenkt sein.
• Von den 6 Rädern sollten möglichst viele angetrieben werden.
• Es sollten möglichst viele Sensoren angeschlossen werden können, um die Umwelt zu erfassen.
• Es sollte einen ausfahrbarer Sensorarm geben.
• Der Robot sollte über Bluetooth von einem PC-Arbeitsplatz aus gesteuert werden können.

Das Fahrwerk

Zu Anfangs waren Ziele bezüglich des Fahrwerks sehr hoch gesteckt. So sollte das Überfahren von zumindest kleinen Hindernissen möglich sein. Idealerweise wäre das mit einer Rocker-Bogie-Suspension möglich gewesen, so wie es der Original Mars-Rover besitzt. Leider stellte sich sehr schnell heraus, dass das nicht so einfach möglich ist: Lego-Technic-Bauteile haben beim Zusammenbau einfach zu viel Spiel, so dass eine komplizierte Mechanik schnell instabil wird. Wichtiger: für die originale Rocker-Bogie-Konstruktion braucht man für jedes Rad einen Antriebsmotor und zusätzlich für die gelenken Antriebsräder je einen. So viele Motoren bekommt man aber in einer Konstruktion nicht unter. Auch ohne Rocker-Bogie-Konstruktion machen 6 Räder einige Probleme. Genau genommen müssten beim Lenken die Winkel der rechten und linken Räder unterschiedlich sein – bei unterschiedlichen Radabständen zu den mittleren Rädern müssten sogar die Winkel aller 4 gelenkten Räder verschieden sein. Das lässt sich mit einem Motor kaum realisieren. Deshalb stellen bei dieser Konstruktion alle gelenkten Räder immer denselben Winkel ein. Für das Laufwerk hat sich das nicht als Problem herausgestellt. Auch das Ziel, alle 6 Räder anzutreiben, musste aufgegeben werden. Bei einem Motor pro Seite, bräuchte man 4 Kardanwellen, da 4 der 6 Räder gelenkt sind. So viele standen aber nicht zur Verfügung. So wurden aber immerhin 4 Räder angetrieben, was lediglich 2 Kardanwellen benötigte. Das war auch das Minimum: Experimente haben gezeigt, dass die gesamte Konstruktion sich mit nur 2 angetriebenen Rädern nicht stabil nach vorne bewegen lässt. Werden 2 gelenkte und 2 ungelenkte Räder angetrieben, so müssten diese 4 Räder genaugenommen bei Kurvenfahrten jeweils mit einer eigenen Drehzahl angetrieben werden. Hierzu hätte man benötigt: 4 Motoren, 2 Motoren und 2 Differenziale oder 1 Motor und 3 Differenziale Alle Varianten wurde aus Platzgründen verworfen und nur jeweils ein Motor für jede Seite (ohne Differenzial) verwendet. Bei Kurvenfahrten läuft somit die äußere Seite schneller, beide äußeren angetriebenen Räder aber gleichschnell. Die resultierende Reibung war minimal und führte nicht zu mechanischen Problemen.

Die Sensorplattform

• Drehung rechts und links;
• Nicken auf und ab, so dass auch Entfernungspunkte ober- und unterhalb des Horizonts erfasst werden können.

Das Resultat

• Zwei Motoren für die Vor- und Rückwärtsfahrt (einen auf jeder Seite), 2 Kardanwellen, keine Differenziale.
• Ein Motor zum Lenken der 4 gelenkten Räder.
• Ein Motor für die Rundumsicht des Entfernungssensors.
• Ein Motor für das Nicken des Entfernungssensors.
• Ein Motor für das Ausfahren des Sensorarms.
• Zwei Touch-Sensoren zur Hinderniserkennung (vorne und rückwärtig).
• Ein Entfernungssensor zur Erkennung von niedrigen Hindernissen in Fahrtrichtung.
• Ein Entfernungssensor zum Aufbau einer Entfernungskarte (Rundumsicht).
• Zwei Sensoren für den Sensorarm (z.B. Touch und Helligkeitssensor).

• wir brauchen 6 Motoren
• wir brauchen 6 Sensoren
• da jeder Brick (leider) nur 3 Motoren und 4 Sensoren betreiben kann, brauchen wir 2 Bricks