· Raketenwerfer

Juni 2006
                

Laser-zielsuchender, selbst-nachladender mehrfach-Schuss-Raketenwerfer.

Diese Seitenansicht des Raketenwerfers zeigt die meisten seiner Hauptfunktionen. Ganz oben sitzt der Nachlade-Mechanismus, der aus einem Magazin für bis zu fünf Raketen und einem Lade-Motor besteht, der sie in die Abschusskammer befördert.
Die langen schwarzen Balken sind die, auf denen die Rakete herausfliegt. Der Auslöser (hinter den gelben Balken) zieht einen Hammer, an Gummiböndern befestigt, zurück. Diese beschleunigen den Hammer, er trifft die Rakete und beschleunigt sie.
Die roten Platten sind ein Teil des Neigungsmechanismus, der in der Endversion allerdings deaktiviert wurde. Die gesamte Struktur sitzt auf einem Drehteller, der eine horizontale Drehung ermöglicht. Die Batterieboxen dienen als Standfuß.

Die Nahaufnahme des Nachladers zeigt seine Funktionsweise. Die Rakten werden bei den gelben Pfeilen eingeladen und sitzen in einem vertikalen Magazin (siehe erste zwei Raketen). Darunter ist ein kreuzförmiges Gestell dass genau eine Rakete auf einmal nimmt (dritte Rakete) und in die Abschusskammer nimmt.
Der Mechanismus hinter dem Nachlader (genau über dem RCX) ist ein 100% LEGO Schrittmotor...

Der Schrittmotor (auf Robert Munafos Idee basierend) macht mit jedem Impuls genau eine Umdrehung. Das gelbe Teil wird durch ein Gummiband nach oben gezogen. Der Motor wird nur solange angeschaltet, um gerade eine halbe Umdrehung zu machen. Danach wird er abgeschaltet und das Gummiband führt die Drehung zu Ende. Die roten und grünen Zahnröder sind 2:1 Untersetzungen. Für jede Motorumdrehung macht das blaue Kreuzgestell exakt eine Viertldrehung. Eine Rakete föllt zwischen zwei der Stangen und wird weiterbefördert. So wird Prözision ohne zusötzliche Sensoren ermöglicht.

Die andere Haupteigenschaft des Raketenwerfers ist seine Föhigkeit, Ziele automatisch zu erkennen. Dies wird mit einem besonderen Laser-Sensor geschafft (Originaldesign von Philippe Hurbain), der einen Impuls abgibt sobald sein Laserstrahl in die Fotozelle zurückreflektiert wird. Durch reflektierende Ziele und einem drehbaren Sensor können die Ziele leicht gefunden werden.
Ein besonderes Dankeschön an Heiko P., der so großzügig war, mir den Laser-Sensor zukommen zu lassen.

Diese sind die Ziele. Sie sind mit retroreflektierendem Material beklebt, das die Eigenschaft hat, (nicht wie normale Spiegel) einstrahlendes Licht direkt zur Quelle zurückzureflektieren, in diesem Fall also zum Lasersensor. Man kann die Eigenschaft im ersten Bild erkennen, bei dem der Kamerablitz genau so zurückstrahlt. Das zweite Bild zeigt den Laserpunkt auf einem der Ziele. Die schwarzen Platten vergrößern einfach die zu treffende Flöche, da das Zielen nicht hundertprozentig exakt ist.

Die Zielsuche erfolgt mit dem Technic-Drehteller unten am Roboter. Sie ist mit einem Polwechsler-Rotationssensor ausgestattet (Erklörung hier) um den Suchbereich einzugrenzen.

Anfönglich war es geplant, den gesamten Abschussmechanismus kippbar zu machen, um Ziele auf unterschiedliche Entfernungen zu treffen, was jedoch mehr Probleme brachte:
Als erstes waren der Nachlader, der Auslöser und der RCX sehr schwer. Es musste sehr langsam gekippt werden, und ich habe eine Untersetzung von 960:1 verwendet (erstes Bild, der Auslöser sitzt auf den grünen Steinen). Doch die Achsen haben sich zu sehr verbogen und die gesamte Struktur fing an, auseinanderzufallen, trotz der vielen Querstreben. Wenigstens hat keines der Zahnröder Zöhne verloren... :-)
Das zweite Problem war die Entfernungsmessung (der Lasersensor war hierfür nicht geeignet). Das zweite Bild zeigt den Lasersensor auf einem drehbaren Modul über der Abschussrampe. Durch kippen des Sensors konnte der Winkel gemessen werden, bei dem das Ziel getroffen wurde und daraus der Angriffswinkel berechnet. Das hötte das Programm zu lang, die Prozedur zu zeitaufwöndig und den Roboter noch schwerer gemacht.
Letztendlich wurde der Angriffswinkel unverönderlich gemacht, und die optimale Entfernung der Ziele betrug etwa 85 cm.

Hier sieht man Renderings der MLCAD-Datei des Raketenwerfers (den Download gibt es hier). Das NQC-Programm für den Roboter ist hier.

Als letztes noch ein Video des Raketenwerfers in Aktion. Eine hochauflösende Version des Videos gibt es im Link am Ende der Seite (640x480).

[hochauflösende Bilder]

[hochauflösendes Video (MP4, 11 MB)]

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