FeD:Projekte/Sokoban

Aus Förderverein euregionale Digitalkultur e.V.

Sokoban (Name steht noch zur Diskussion). Ein Lagerhausverwalter-Roboter.

Diese Seite behandelt ein geplantes Projekt des FeD eV. Es wird betreut durch Aceralex und MRQ. Kostet ca. 70€ bis 200€ und ist zu 0% fertig

0% fertig

Inhaltsverzeichnis 1 Meta 2 Idee 3 Konstruktion 4 Spielereien 5 Beispiel-Rechnung

Meta

Lagerkapazität nimmt in einem Hackerspace einen großen Teil des Raumes, Chaos herrscht über Ordnung und Was-gahört-wohin-Richtlinien veraltern schneller als sie aufgestellt sind. Dieses Projekt soll dabei helfen diese Probleme cool und effizient zu lösen (sobald fertig). Die Arbeit kann aber erst anfangen, wenn wir einen etwas größeren Raum haben, weil es erst ab einer Stellfläche von mindestens 3x3 Metern richtig Sinn macht.

Idee

Alles wird in Getränkekisten verpackt. Kleiner Gegenstände kommen in Schachteln, die in Getränkekisten einigermaßen thematisch zusammengefasst werden. Der Vorteil ist, dass Getränkekisten billig (afaik 3€ für eine Dauerleihgabe), stabil, auf lange Sicht verfügbar sind und Getränke eh schon in Getränkekisten kommen, also nicht umgeräumt werden müssen.

Die Kisten werden dann vom Roboter in Reihen dicht an dicht bis unter die Decke gestapelt. Der Abstand zwischen den Reihen ist gerade so groß, dass der Roboter durchfahren kann. Dafür sollten 10cm reichen.

Der Roboter an sich ist ein langer schmaler Portalkran. Etwas breiter, als eine Kiste breit ist und hoch bis unter die Decke. Die Idee ist, so viel wie möglich in den Portalkran zu bauen und so wenig wie möglich in den Raum zu installieren. Weil so kann man den Lagerraum einfach umziehen und erweitern.

Wenn eine Kiste weiter unten ist, müssen erst die oberen Kisten unsortiert werden. Am besten auf die Stapel direkt daneben. Das gibt zwar einiges an Gefahre, aber solang wir unter 80% Lagerkapazität bleiben sollte man noch an jede Kiste in akzeptabler Zeit ran kommen.

Hm, naja, das Ding muss schon verdammt fix sein, damit ich nicht mal schnell unten eine Kiste rausgekramt habe. --Pieta 15:00, 10. Mär. 2010 (UTC)

Konstruktion

• Es ist zu überlegen, ob der Roboter 1 oder 2 Kisten auf einmal holen soll. Bei zwei Kisten muss weniger umsortiert werden, aber die Motoren müssen stärker sein und die Masseträgheit erhöht sich auch. Außerdem kann man nicht so hoch stapeln.

In der potentiellen Immobilie bei Ctrl sollte das mit der Höhe kein Thema sein. --Riot

• Um die Belastung der Motoren zu verringern sollte man Gegengewichte benutzen, die etwa halb so schwer sind wie eine Kiste.

Das Gewicht einer gefüllten Kiste ist ausgesprochen unbestimmt. Eventuell wäre es möglich den Kran so zu bauen, dass der immer eine Kiste im Griff hat und nur Kisten tauscht. Damit hat man das Gegengewicht gespart, braucht aber zwei Greifer. Außerdem braucht es eine Waage o.ä. um Überlastung zu verhindern. --Pieta 15:00, 10. Mär. 2010 (UTC)

Das mit zwei Kisten tauschen ist interessant, aber ich glaube, dass dann der Maschbau-Teil deutlich aufwendiger wird, weil man auch den Schwerpunkt nicht mehr so gut abschätzen kann. @Gewicht unbestimmt: Eine volle Getränkekiste wiegt etwa 15kg. Wir können dass ja dann als Maximum setzen und ein 7kg Gegengewicht benutzen. Wenn aber zwei Kisten getauscht werden wäre es möglich, dass eine ganz leer und eine ganz voll ist, also der worst case mehr Kraft erfordert. --MRQ 14:19, 11. Mär. 2010 (UTC)

• Die Räder müssen um 90° drehbar sein, um in einem Gang zwischen den Reihen zu wechseln.

Nein, müssen sie nicht: http://en.wikipedia.org/wiki/Omni_wheel ;) --Riot

Doch, weil der Einfachheit halber doch lieber wie in der Zeichnung, ein Omniwheel stelle ich mir doch sehr aufwendig, kompliziert und anfällig vor(kleine rollen -> Minihindernis =boom). Außerdem: Wikiquote: "Omni wheels are also sometimes employed as powered casters for differential drive robots to make turning faster. However, this design is not commonly used as it leads to Fishtailing." :) --Aceralex

Ich habe auch im Club drüber nachgedacht, ob man das nicht mit einem Mecanum-Rädern lösen kann. Aber da braucht man noch bessere Maschinenbauer-Fähigkeiten als beim Drehen. --MRQ 14:19, 11. Mär. 2010 (UTC)

• Mit geschickt gespannten Seilen könnte es möglich sein, greifen/loslassen und heben/senken über ein Paar Motoren zu regeln. Etwa dass gegeneinander laufen greifen/loslassen ist und miteinander laufen heben/senken
• Um den Roboter zwischen den Reihen auf Spur zu halten könnte man Latten mit gefräster Nut zwischen den Reihen verlegen.

Gardinenstangen :), aber da klappts dann mit den Omniwheels eher nicht mehr --Riot

• Um möglichst viel Raumhöhe nutzen zu können sollte der Hauptteil des Roboters nicht oben drauf, sondern auf der Vorder-/Rückseite, maximal so hoch wie Kasten untergebracht werden. Denn die oberste Reihe muss eh frei bleiben.
• Wie der Roboter erkennt, wo er steht ist noch offen. Möglich wären Seilzugsysteme.

MovAX hat da was nettes mit optischen Sensoren gebaut.. --Riot

Spielereien

• Automatische Defragmentierung in Ruhe-Phasen (häufig benötigte Kisten nach oben).
• Kamera, mit der jede Kiste photographiert wird um das Pflegen der Datenbank zu erleichtern.
  • Bilderkennung auf den Kisten-Bildern

Barcodes! Mit Laserscanner. Da kann man dann theoretisch sogar einzelne Gegenstände indizieren. Software für solche Verwaltung hab ich schon mal geschriebenangefangen.. Der Archivar. --Riot

• Sprachausgabe: "Ihre Anfrage dauert 2 Minuten 30 Sekunden. Es wird empfohlen, den Kaffeeautomaten in Anspruch zu nehmen [...] Ihre Anfrage wurde erfolgreich fertiggestellt nach 2 Minuten und 31 Sekunden!" :D
• Personenerkennung und Besitzverwaltung "Guten Tag Herr Cremer, leider ist der Gegenstand, den Sie angefordert haben, in einer Kiste, auf welche Sie keinen Zugriff haben. Bitte wenden Sie sich an den Kistenadministrator! Bitte versuchen Sie nicht, manuell in den Besitz der Kiste zu gelangen, da das System sonst Tränengas einsetzen muss. Vielen Dank!"

Beispiel-Rechnung

Ein Getränkekasten hat die Maße 40cm breit, 30cm hoch, 30cm tief (Standard(Mate)-Format, nicht Deutscher Brunnen oder Coca-Cola). In Höhe und Tiefe können die Kisten direkt aneinander gestapelt werden. In der Breite kommt wegen dem Roboter noch ca 10cm dazu. Angenommen, wir haben in einem neuen Space 3x3m Platz, den wir für Lager freihalten können; die Decke sei 220cm hoch. Die Absperrung kann man ziemlich flach halten.

In diesen Raum passen 6 Reihen, je 10 Kisten. davon fällt eine als Gang weg. Wenn man davon aus geht, dass man es schafft den Querbalken des Portal-Krans auf 10cm zu reduzieren, dann kann man 6 Kisten übereinander Stapeln, und hat eine Höhe frei als Transport-Weg. Es muss mindestens Platz für 5 Kisten frei blieben, damit man auch die unterste Kiste noch rausbekommt.

6*10*6-5 = 355 Kisten maximal. Da geht schon gut was rein.

Getränkekisten haben das blöde Problem, das innen Stege sind. Große Dinge bekommt man da nicht rein. Effizienter wären Post-Boxen, Ikea hat aber auch was: Die kleine Blaue kiste von mir ist stapelbar, billig (1 EUR) - aber leider nicht allzu stabil. --Riot

Wenn es keine vergleichbaren Kisten ohne Stege zu vergleichbaren Preisen gibt, kann man den Stegen sicherlich auch zu Leibe rücken. --Pieta 15:00, 10. Mär. 2010 (UTC)

Könnte rechtlich problematisch sein, weil die Kästen ja nur geliehen sind und afaik nicht verkauft werden. Aber ich denke mal, dass die Kistenbesitzer das nicht so eng sehen, wenn die in kleinem Maßstab den Bedürfnissen der Kunden angepasst werden. --MRQ 14:19, 11. Mär. 2010 (UTC)

Kisten sollen beliebig wählbar sein, da der Roboter eine variable Greifaparatur hat (s.Skizze) --Aceralex

Für große Geräte, die einzulagern sind kann man auch einen Holzrahmen bauen. Der braucht aber gefräste Kanten oben/unten zum einrasten. Die Höhe ist wirklich variabel. Breite eher nicht, der Kran muss ja durch. Tiefe möglicherweise, muss man aber softwaremäßig berücksichtigen und macht die Stapel davor und dahinter teilweise nicht nutzbar. --MRQ 14:19, 11. Mär. 2010 (UTC)