background image

We use the 0-1 edge of the pushbuttons for synchronizing in this program.
In the moment when the pushbuttons are pressed, the cranks of all four
legs have the correct position with respect to each other. We'll call the 
project JOE.MDL.

You can see that Joe moves a lot more slowly and ponderously than Mike
and Jack. Due to the necessary shifting of weight, the body wavers rather
strongly and the walking style is far from being as elegant as that of the
six-legged robots.   

If you feel like it, try to get this model to walk around curves. Simply try
to see if you can do it. Good luck!

5. Walking on Two Legs

5.1 Two-Legged Walkers

Walking on two legs did not originate in the species of mammals, but 
instead was first practiced by a few reptiles. Monitor lizards, iguanas, 
agamidae and run-lizards only use their hind legs when running away. 
This lets them achieve big steps and consequently become very fast. 
They need strong hind legs for this, a long balancing tail and flat terrain.

Birds are also two-legged creatures. The ostrich is the fastest among 
the birds that run. It can achieve continuous speeds of up to 60 km/h.

The most perfect two-legged creature is man. The completely upright gait
requires the stretching of the hip joint. This is achieved by the large 
buttocks muscle. The legs can also be “locked in place” in the knee joints
and consequently fixed in an energy-saving position.

Movement on two legs is the most difficult of all gaits, because it requires
a pronounced sense of balance in addition to the described anatomic 
prerequisites. People think of walking on two legs as a matter of course and
simple. But if we consider that when one leg is lifted, the whole body is
resting on only one leg and must be balanced, we realize that keeping your
balance during this movement type is structured in a very complicated 
fashion. Even a newborn person is not able to walk immediately on two
legs. He first crawls “on all fours” before he stands up and learns to walk.

At Waseda University in Tokyo, two-legged robots have already been 
developed, which move using numerous joints, various sensors, cameras

and high-performance microprocessors and maintain their balance by
shifting their weight.

But that would be too much work and complicated for our Bionic Robots
construction kit. We have seen that we are already reaching the limits of
what we can do with walking on four legs with a fischertechnik model.

5.2 Model Jim

But to make sure that we do not only consider this topic in theory, we have
designed a two-legged skier here at the end. We call him Jim. Although he
does not have a lot to do with two-legged walkers, he is very nice and tries

his best to move forward in some way. You should not
miss the chance to have this fun. You can find the model
in the assembly instructions on page 27.

You can simply use the JOE.MDL project as a 
program. You need not even change is at all.
Jim also functions using it and prods slowly
forward.

But we want to give you one more task to
perform.

Task 1:

Program Jim, so that he walks 
approx. 50 cm forward, the turns to 
the right 180°, walks the same path back 
(forwards), then turns 180° to the left, walks the
same path again, etc. Use the terminal parameter EA for the 
number of steps straight ahead, EB for the number of steps 
left and EC for the steps right. Use E8 as reset pushbutton again.

Tips:

Save the JOE.MDL project under JIM.MDL. Make a Straight ahead
subprogram out of the main program (select and cut out function
blocks, create a new subprogram via EDIT - SUBPROGRAM, insert
the function blocks, and supplement SUBIN and SUBOUT; also refer
to the LLWin manual).

Create the required subprograms LEFT and RIGHT from this 
subprogram using the command SUBPROGRAM - COPY. Change the
motor rotation direction in it and the query of the motor directions
correspondingly. Use a different control variable for motor 2 in each
ubprogram.

Then program the main program similar to MIKE_DANCE.MDL, 
except that you use the settable terminal parameters EA-EC for 
the number of steps. You have to try out how many steps Jim
needs to turn 180° or to move forward a half meter. 

Solution:

The main program is shown below. If required, you can see the 
subprograms directly on the screen. We also call the project
JIM.MDL.

19

GB+USA

Bionic. engl.QXD  16.11.2001  10:35 Uhr  Seite 19

Summary of Contents for Fischertechnik Bionic Robots

Page 1: ...Begleitheft Activity booklet Manuel d accompagnement Begeleidend boekje Cuaderno adjunto Folheto Begleitheft Activity booklet Manuel d accompagnement Begeleidend boekje Cuaderno adjunto Folheto...

Page 2: ...compagnement du jeu de construction Pour tous ceux qui veulent savoir ce qu il y aderri re B I O N I C R O B O T S Begeleidend boekje bij de bouwdoos Voor iedereen die wil weten wat erachter zit B I O...

Page 3: ...grammation S 28 5 Marche sur 2 pieds S 29 5 1 Les bip des S 29 5 2 Maquette Jim S 29 6 R sum S 30 I N H O U D 1 Bionic de natuur als voorbeeld S 32 2 Voorwaarden en voorbereiding S 32 3 Lopen op zes b...

Page 4: ...stattet mit einer Kamera oben und an den sechs Beinen soll dieser Roboter mechanisch auf erh hte oder vertiefte Hindernisse Gegenst nde oder L cher reagieren Nun hat sich auch fischer technik diesem s...

Page 5: ...hen sind dazu um 180 verdreht Die richtige Stellung der Kurbeln zueinander gew hrleistet dass das Modell in der richtigen Schrittfolge dem Dreifu gang laufen kann Die Zangen und Nabenmuttern mit denen...

Page 6: ...Taster E1 E4 bewegen sich die linke und die rechte Seite des Modells zuerst einen Schritt gleichzeitig dann macht die linke Seite einen Schritt anschlie end die rechte usw So kippt das Modell nie nach...

Page 7: ...ojekt hei t MIKE_TANZ MDL 3 2 5 Hindernisse erkennen Zuletzt wollen wir Mike noch dazu bringen dass er mit seiner beweglichen Sto stange oder nennen wir es besser F hler Hindernisse erkennt und ihnen...

Page 8: ...beschrieben zu jus tieren und die Zangen und Nabenmuttern gut fest zu drehen 3 3 2 Die Programmierung Es liegt nahe zu denken dass man f r Jack die Programme verwenden k nnte mit denen auch Mike funk...

Page 9: ...g selbst ge ndert wer den so dass sich die beiden Motoren immer gleichzeitig drehen Das Unter programm LINKS besteht aus folgenden Bausteinen Du siehst gegen ber dem Unterprogram im Projekt MIKE_HINDE...

Page 10: ...eren Beine bereits ab Dies bedeutet dass zeitweise der Bodenkontakt ganz verloren geht Du kannst dir sicher vorstellen dass eine Gangart bei der der Bodenkontakt zeitweise verloren geht f r ein fische...

Page 11: ...reicher Gelenke verschiedenster Sensoren Kameras und leistungsf higer Mikroprozessoren bewegen und durch Gewichtsverlagerung das Gleichgewicht halten F r unseren Baukasten Bionic Robots jedoch w re da...

Page 12: ...Synchronisierung zwischen der linken und rechten Seite beim Drehen nach links oder rechts erfordert etwas Konzentration Aber f r diejenigen die sowieso mehr Spa am Bauen der Modelle finden haben wir j...

Page 13: ...11 D...

Page 14: ...my in Brussels Equipped with a camera at the top and on its six legs this robot reacts to raised or recessed obstacles objects or holes Now fischertechnik has also devoted its attention to this exciti...

Page 15: ...which are in the air at this time are rotated by 180 for this The correct setting of the cranks in relation to each other ensures that the model can walk in the correct step sequence the three foot ga...

Page 16: ...llowing process Using the pushbuttons E1 E4 the left and right sides of the model first move together one step then the left side takes a step then the right etc In this way the model never falls over...

Page 17: ...MDL 3 2 5 Detecting Obstacles As a last step we want to get Mike to detect obstacles with his movable fender sensor would be a better term and avoid them Task 5a Program Mike to that when he detects a...

Page 18: ...sembly instructions and to tighten the binding pieces and nuts well 3 3 2 The Programming It is logical that you can use programs for Jack with which Mike functioned too Try it Task 1 Operate Jack usi...

Page 19: ...bprograms for the turning itself so that the two motors always run simultaneously The LEFT subprogram is composed of the following blocks You can see that a few blocks can be eliminated compared to th...

Page 20: ...legs are already lifted This means that there is no contact at all to the ground at times You can certainly imagine that a gait in which there is no contract to the ground at times is not necessarily...

Page 21: ...have already been developed which move using numerous joints various sensors cameras and high performance microprocessors and maintain their balance by shifting their weight But that would be too much...

Page 22: ...hronization between the left and right sides for turning right or left especially requires a bit of concentration But for all those who have fun building the models anyway we all copied all programs r...

Page 23: ...21 GB USA...

Page 24: ...aux obstacles en hauteur ou en profondeur objets et trous C est ainsi que fischertechnik s est gale ment consacr ce sujet passion nant et a construit des robots mobiles auxquels il s agit pr sent de d...

Page 25: ...par rapport l au tre groupe de manivelles La position correcte des manivelles les unes par rapport aux autres garantit que la maquette peut effectuer les pas dans l ordre qui convient c est dire suiva...

Page 26: ...gauche de la maquette font d abord simultan ment un pas puis le c t gauche fait un pas suivi par le c t droit etc De cette fa on la maquette ne bascule jamais vers l avant Essayez de le faire Il vous...

Page 27: ...E_DANCE MDL 3 2 5 Reconna tre les obstacles Pour finir nous voulons encore amener Mike reconna tre les obstacles l aide de son pare chocs mobile ou appelons a plut t une antenne et les viter Probl me...

Page 28: ...en serrer bloc les crous des pinces et des moyeux 3 3 2 La programmation Il est tentant de penser qu on peut utiliser pour Jack les programmes sous lesquels Mike fonctionne d j Essayez le Probl me 1 F...

Page 29: ...ut encore modifier les sous programmes pour la rotation elle m me de fa on que les deux moteurs fonctionnent toujours simultan ment Le sous programme GAUCHE se compose des modules suivants Comme vous...

Page 30: ...s pattes ont d j bondi Ceci signifie que par intermittence l animal perd tout contact avec le sol Vous pouvez vous imaginer qu une allure au cours de laquelle l animal perd r guli rement le contact av...

Page 31: ...rmants tout en conser vant leur quilibre par report de leur poids Cependant pour notre jeu de construction Bionic Robots ceci serait trop on reux et trop compliqu Nous avons vu qu avec la marche sur q...

Page 32: ...gauche lors de la rotation vers la gauche ou vers la droite qui exige un peu de concentration Mais pour ceux qui trouvent plus de plaisir dans la construc tion des maquettes nous avons de toute fa on...

Page 33: ...31 F...

Page 34: ...Acade mie in Brussel is ontwik keld Uitgerust met een camera boven en aan de zes benen moet deze robot mecha nisch op hoger en lager gelegen hindernissen voor werpen of kuilen kunnen reageren Nu heef...

Page 35: ...voor 180 gedraaid De juiste stand van de krukken ten opzichte van elkaar zorgt ervoor dat het model op de juiste manier namelijk in de drievoetsgang kan lopen De moeren waarmee de wormen en tandwielen...

Page 36: ...en Met behulp van de schakelaars E1 E4 bewegen de linker en rechterkant van het model eerst n stap tegelijk vervolgens zet de linkerkant n stap daarna de rechterkant etc Op die manier valt het model n...

Page 37: ...5 Hindernissen herkennen Ten slotte willen we Mike nog zover krijgen dat hij met zijn beweegbare stoterstang of liever voeler hindernissen herkent en uitwijkt Opgave 5a Programmeer Mike zodanig dat hi...

Page 38: ...len en de moeren goed aan te halen 3 3 2 Het model programmeren Het ligt voor de hand te denken dat voor Jack dezelfde programma s kunnen worden gebruikt als voor Mike Probeer het maar eens Opgave 1 L...

Page 39: ...gewijzigd zodat beide motoren steeds tegelijkertijd draaien Het subprogramma LINKS bestaat uit de volgende componenten Je ziet dat ten opzichte van het subprogramma in het project MIKE_HIN DERNIS MDL...

Page 40: ...opgetild Dit betekent dat tijdelijk het bodemcontact volledig verloren gaat De kunt je zeker voorstellen dat een gang waarbij het bodemcontact tijdelijk verloren gaat voor een fischertechnik model waa...

Page 41: ...en uiteenlopende senso ren camera s en effici nte microprocessors bewegen en in evenwicht blijven door hun gewicht te verplaatsen Voor ons bouwpakket Bionic Robots zou dat echter te kostbaar en ingewi...

Page 42: ...satie tussen de linker en rechterkant bij het linksom of rechtsom draaien vereist een beetje concentratie Maar voor iedereen die toch liever bezig is met het bouwen van de modellen hebben we alle prog...

Page 43: ...41 NL...

Page 44: ...con una c mara en la parte superior y en las seis patas este robot debe reaccionar mec nica mente a obst culos eleva dos o hundidos objetos o agujeros Ahora fischertechnik tam bi n se ha dedicado a e...

Page 45: ...an en el aire est n giradas en 180 respecto a las otras patas La posici n correcta de las manivelas entre s garantiza que el modelo pueda andar en la secuencia de pasos correcta es decir en el modo de...

Page 46: ...E4 los lados izquierdo y derecho del modelo primero dan simult neamente un paso luego el lado izquierdo da un paso luego el derecho etc De este modo el modelo nunca vuelca hacia delante Int ntalo Est...

Page 47: ...Mike detecte y sortee obst culos con su parachoques m vil o digamos mejor sensor Tarea 5a Programa Mike de tal modo que en caso de un obst culo en su sensor izquierdo pulsador E6 primero d 4 pasos ha...

Page 48: ...ivelas exactamente como lo describe el manual de construcci n y apretar bien las tuercas de las pinzas y de los cubos 3 3 2 Programaci n Es natural pensar que para Jack podr an utilizarse los programa...

Page 49: ...iro de modo que los dos motores siempre giren simult neamente El subprograma IZ QUIERDA consta de los siguientes bloques funcionales Como ves frente al subprograma en el proyecto MIKE_OBSTACULO MDL pu...

Page 50: ...pierde totalmente el contacto con el suelo Seguramente podr s imaginarte que un modo de andar en el que se pierde temporalmente el contacto con el suelo no es muy adecuado para un mo delo de fischerte...

Page 51: ...merosas articulaciones diferentes sensores c maras y potentes microprocesadores y mantienen el equilibrio desplazando el peso Sin embargo para nuestro kit de construcci n Robots bi nicos esto ser a al...

Page 52: ...cronizaci n entre los lados izquierdo y derecho al girar a la izquierda o a la derecha requiere un poco de concentraci n Pero para aqu llos a quienes de todas formas les divierte m s construir los mod...

Page 53: ...51 E...

Page 54: ...ma c mera em cima e nas seis pernas este rob dever reagir mecanicamente a obst culos elevados ou rebaixados objetos ou buracos Agora a fischertechnik tamb m se dedicou a este tema apaixonante e constr...

Page 55: ...torcidas de 180 A posi o correta das manivelas entre si garante que o modelo possa andar com a seq ncia de passos correta ou seja andar tr pode As porcas de pin a e de cubo com as quais se faz a fixa...

Page 56: ...botoeiras E1 E4 o lado esquerdo e o lado direito do modelo d o primeiramente um passo simult neo depois o lado esquerdo d um passo em seguida o lado direito etc Desta maneira o modelo nunca tomba par...

Page 57: ...los Por ltimo queremos que o Mike com o seu p ra choque m vel melhor chamar lhe sensor reconhe a obst culos e se desvie deles Tarefa 5a Programe o Mike de maneira que quando houver um obst culo no sen...

Page 58: ...como descrito na instru o de montagem e apertar bem as porcas de pin a e de cubo 3 3 2 A programa o Seria l gico que para o Jack tamb m se pudessem utilizar os mesmos programas com os quais o Mike fun...

Page 59: ...mente dita de modo que os dois motores rodem sempre simultaneamente O subprograma ESQUERDA composto dos seguintes m dulos Voc est vendo que em rela o ao subprograma no projeto MIKE_ OBSTACULO MDL pod...

Page 60: ...em o solo as outras duas pernas j est o levantando Isso significa que por alguns momentos se perde completamente o contato com o solo Voc pode imaginar que uma andadura em que por vezes se perde o con...

Page 61: ...lvidos rob s b pedes que se movimentam com a ajuda de numerosas articula es diferentes sensores c meras e potentes microprocessadores e que mant m o equil brio mediante o deslocamento do peso Para o n...

Page 62: ...do esquerdo e o lado direito quando da rota o para a esquerda ou para a direita exige um pouco de concentra o Para todos aqueles que curtem mais a montagem dos modelos n s gravamos todos os programas...

Page 63: ...61 P...

Page 64: ...Weinhalde 14 18 D 72178 Waldachtal Telefon 0 74 43 12 43 69 Fax 0 74 43 12 45 91 email fischertechnik fischerwerke de http www fischertechnik de Begleitheft Activity booklet Manuel d accompagnement B...

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