Lernen
Das Lern-Wiki erklärt die Technik hinter Strido. Sie brauchen es nicht, um den Roboter zu bauen, aber es erklärt, warum der Roboter so gebaut ist. Jeder Artikel geht vom realen Roboter aus: den Servos, Schienen und Teilen in Ihrer Hand, dem Firmware- und ROS-2-Code in diesem Repository und den Zahlen, die die Verifikationsprüfungen kontrollieren. Jeder endet mit einigen Fragen zur Selbstkontrolle und Links zu den Primärquellen.
Lernpfade
| Wenn Sie … wollen | Lesen Sie in dieser Reihenfolge |
|---|---|
| Den Roboter sicher bauen | 3D-Druck → Befestigungselemente → Werkzeuge und Werkstatt → Kabelmanagement → Sicherheit |
| Die Elektronik verstehen | Leistungselektronik → LiPo-Akkus → Servos → Busse → Sensoren |
| Die Computer zum Laufen bringen | Mikrocontroller und der Pi → Linux auf dem Pi → Docker → Firmware → ROS 2 |
| Wissen, was brechen kann | Festigkeit, Drehmoment und Versagen → Befestigungselemente → Mechanik und Lager |
| Ihn besser laufen lassen | Mechanik und Lager → Kinematik und Gaits → Simulation und RL |
| Robotik von Grund auf lernen | Koordinatensysteme und Rotationen → Kinematik → Statik und Dynamik → Regelung → Laufende Fortbewegung → State Estimation → Reinforcement Learning |
| Das Design ändern | CAD als Code → Mechanik und Lager → 3D-Druck |
Robotik-Theorie
Die Mathematik hinter einem laufenden Roboter, jeweils an Bein, Servos und Sensoren von Strido durchgerechnet.
- Koordinatensysteme und Rotationen: Koordinatensysteme, Rotationsmatrizen, Quaternionen, homogene Transformationen und der tf-Baum des Roboters.
- Kinematik: Vorwärts- und inverse Kinematik des Beins, das Knie-Viergelenk, die Jacobi-Matrix und Singularitäten.
- Statik und Dynamik: virtuelle Arbeit,
, mechanischer Vorteil, Trägheit sowie das Drehmoment und die Leistung, die ein Gelenk braucht. - Regelung: Rückkopplung, PD- und PID-Regelung, Abtastraten und der eigene Positionsregelkreis des Servos.
- Laufende Fortbewegung: Gaits, Stützpolygone, Stabilität und wie der Trot-Generator die Füße setzt.
- State Estimation: IMU-Modelle, Komplementär- und Mahony-Filter, das Kalman-Filter und Odometrie.
- Reinforcement Learning: Markov-Entscheidungsprozesse, Policy-Gradienten, PPO und Sim-to-Real.
Hardware
- Servos: Pulsbreiten, Drehmoment, Blockierstrom und das Zentrieren der 12 SPT5435LV-Gelenke.
- LiPo-Akkus: der 2S-Akkupack, sein Spannungsfenster, Laden, Lagerung und Handhabung.
- Leistungselektronik: von XT60 zu Sicherungen, UBECs und dem Spannungsregler, Drahtquerschnitte und Leistungsüberwachung.
- Mikrocontroller und der Pi: warum ein echtzeitfähiger ESP32-S3 neben einem Linux-Raspberry-Pi-5 sitzt.
- Busse: I²C, UART, SPI, PWM: wie die Boards miteinander kommunizieren.
- Sensoren: IMU, LiDAR, Kamera und Power-Monitor und was die Software damit macht.
- Mechanik und Lager: das Koppelgetriebe des Beins, Lager, Passungen und Gelenkgrenzen.
Software
- Linux auf dem Pi: das Betriebssystem, Headless-Einrichtung, SSH, Berechtigungen und Dienste.
- Docker: Container und wie die Robotersoftware in einem davon läuft.
- ROS 2: Nodes, Topics, Launch-Dateien und tf, anhand der eigenen Pakete des Roboters.
- Firmware: die ESP32-S3-Regelschleife, das serielle Protokoll, Kalibrierung und Failsafes.
- Kinematik und Gaits: Beingeometrie, inverse Kinematik und der Trot.
- Simulation und RL: MuJoCo, Gazebo, PPO-Training und die Sim-to-Real-Lücke.
- CAD als Code: wie der Roboter aus Code entworfen, verifiziert und veröffentlicht wird.
Fertigung
- 3D-Druck: PETG, Ausrichtung, Stützen und das verifizierte Slicer-Profil.
- Befestigungselemente: Schrauben in gedrucktem Kunststoff, Vorbohrungen, Einschraubtiefe und Schraubensicherung.
- Werkzeuge und Werkstatt: was Sie brauchen und wie Sie löten, crimpen und messen.
- Kabelmanagement und der Kabelbaum: Drahtquerschnitte, Sicherungen, Bewegungsschlaufen über die Hüfte, Biegeradius, Bündelung, Steckverbinder und die im CAD geroutete Zuschnittliste.
- Festigkeit, Drehmoment und Versagen: Drehmoment, Spannung, Schichtausriss, Knicken, Schraubenabscherung und Anzugsmomente, an den eigenen Teilen des Roboters durchgerechnet.
- Sicherheit: LiPo-Sicherheit, erstes Einschalten, Sicherungen und bewegte Beine.
Das Glossar definiert jeden auf dieser Website verwendeten Begriff.