@@ -4,15 +4,11 @@ Diese Datei beschreibt
1. das Koordinatensystem,
2. wie der Roboter darin steht,
3. die angestrebte **ideale Nullstellung ** und
4. die nötigen Schritte, um den Driver auf diese Konvention zu bringen (**Weg 2:
Modell auf −
4. die Schritte, um den Driver auf diese Konvention zu bringen (**Weg 2: Modell auf −
> **Hintergrund / Problem:** Das Kinematik-Modell (`Arm3SegmentLinearX`) misst die
> Armwinkel aktuell von **+Y ** (α + y). Der reale Roboter steht und
> arbeitet aber in **−
> `coordinateSystem.y = "backward"`). Dadurch landet eine fast-waagerechte
> Grundstellung im Driver bei **y ≈ +590** statt **−
> der y-Achse gespiegelt.
> **Status:** **Phase 1 (y-Flip) ist umgesetzt und am Roboter verifiziert.** α
> jetzt von **− aus gemessen (α − , passend zu robot.json und
> appRobotHoming. Offen ist **Phase 2** (Handgelenk-/Finger-Nullstellung, B/C).
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@@ -21,29 +17,37 @@ Diese Datei beschreibt
Aus robot.json (`coordinateSystem` ): **rechtshändig ** , Längen **mm ** , Winkel **Grad ** .
| Achse | Richtung | Bedeutung im Aufbau |
|-------|------------|-------------------------------------------|
|-------|------------|---------------------------------------------- |
| x | rechts | entlang der Linearschiene |
| y | „backward" | Arm-Arbeitsrichtung: Arm streckt nach * * −
| z | oben | Höhe |
```
**Seitenansicht ** (Blick entlang +x, also die −
```
▲
| ■══════════════════════● Arm waagerecht ausgestreckt → Fingerspitze
| Schulter (Ursprung, z=0)
| ■═══════════════●===========●---o Arm1 ═══ , Arm2 === und Finger --- waagerecht
| Schulter (Ursprung, z=0) ausgestreckt → Fingerspitze o
└───────────────────────────────► −
```
Draufsicht (Blick von oben, −
In der − **end-on ** (als Punkt ●), weil
sie entlang x verlaufen:
- linkes ● = **a-Achse ** (Unterarm-Dreher, zwischen Ellbogen und Arm2)
- rechtes ● = **b-Achse ** (Hand-Knick-Achse)
− −
│ │
│ │ Arm (Ober- + Unterarm, gestreckt)
│ │
───┼────────────────■─────────────► x (Schiene)
**Draufsicht ** (Blick von oben auf − −
```
x
▲ │ │
│ ■════╪═══ Arm1 ═════════╪══ Arm2 ══----o o = Fingerspitze (y ≈ −
│ Schulter
+y │
└────────────────────────────────────────────► −
│ = a-Achse (Ellbogen↔Arm2) bzw. b-Achse (Hand-Knick).
Bei a=0 laufen BEIDE parallel zur x-Achse (hier als senkrechte Striche).
```
---
@@ -68,82 +72,92 @@ Gelenk-Kette (robot.json `links`):
## 3. Ideale Nullstellung (Grundstellung)
**Definition: ** Arm **waagerecht voll ausgestreckt entlang − ** , Hand **gerade ** in
Verlängerung des Unterarms, Greifer geschlossen.
**Definition (deine Vorgabe): **
**Ziel: ** in dieser Stellung sind **alle Gelenkwinkel = 0° ** .
1. **Arm1 entlang − ** (Schulter-/y-Gelenk α **α = 0** .
2. **Ellbogen so angewinkelt, dass auch Arm2 entlang − ** (z-Gelenk β) → **β = 0 **
(β ist absolut, also auch direkt entlang −
3. **a-Achse so gedreht, dass die Hand-Knick-Achse genau in x-Richtung läuft ** → **a = 0 ** .
| Achse | Ideal-Wert | Bedeutung |
|--------|-----------|-------------------------------------------|
| X | (frei) | Schienenposition `xMotor` in mm |
| Y (α **0° ** | Oberarm waagerecht entlang −
| Z (β) | **0° ** | Unterarm waagerecht entlang −
| A (a) | **0° ** | kein Unterarm-Dreh |
| B (b) | **0° ** | Hand gerade |
| C (c) | **0° ** | kein Hand-Roll |
| E (e) | **0 ** | Greifer geschlossen / Referenz |
Diese drei Bedingungen erfüllt der Driver **nach Phase 1 bereits ** (verifiziert, s.u.):
→ Resultierende Fingerspitze: * * (xMotor, − −
| Achse | Nullwert | Bedeutung | Status |
|--------|----------|---------------------------------------------|-------------------------|
| X | (frei) | Schienenposition `xMotor` in mm | — |
| Y (α **0° ** | Oberarm waagerecht entlang −
| Z (β) | **0° ** | Unterarm waagerecht entlang −
| A (a) | **0° ** | Hand-Knick-Achse ∥ x | ✅ (Code erfüllt es) |
| B (b) | 0° (Ziel) | Hand gerade — **derzeit ist gerade = 180° ** | ⏳ Phase 2 |
| C (c) | 0° (Ziel) | kein Hand-Roll — **derzeit neutral ≠ 0 ** | ⏳ Phase 2 |
| E (e) | **0 ** | Greifer geschlossen / Referenz | — |
→ Resultierende Fingerspitze (α * * (xMotor, − −
(Beobachtet ~−
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## 4. Ist-Zustand vs. Ideal
## 4. Ist-Zustand (nach Phase 1) vs. Ideal
| Aspekt | aktuell (Modell +Y) | i deal (−
|----------------------------| ---------------------------|-------------------|
| α | +y (FK: y=+410) | − − |
| Grundstellung Y (α − | **0° **
| gerade Hand B (b) | 180° | **0° ** |
| neutraler Roll C (c) | 90° (posenabhängig) | **0° ** |
| G92 der Grundstellung → y | ≈ +590 | * * ≈ −
| Aspekt | nach Phase 1 (jetzt) | I deal (nach Phase 2) |
|------------------------------|-- ---------------------------|---------------------- |
| α | * * − − |
| β=0 Unterarm | * * − | −
| a=0 Hand-Knick-Achse | * * ∥ x** ✅ | ∥ x |
| G92 der Grundstellung → y | * * ≈ − − |
| gerade Hand | **b = 180° ** | **b = 0° **
| neutraler Roll | **c: ψ = 90° − ** (posenabh.) | **c = 0° ** |
Verifiziert per FK: `α `α − . Die +Y/−
entspricht `α − α − .
Verifiziert per FK: `FK(α − ; bei `a=0` bleibt
`Fingerspitze.x = xMotor` konstant, während b variiert (Knick in der y-z-Ebene)
---
## 5. Schritte, um das zu erreichen (Weg 2)
## 5. Schritte (Weg 2)
Reihenfolge nach Workflow: **erst Tests (rot), dann Code, dann grün. **
### Phase 1 — y-Flip (behebt den gemeldeten Bug )
### Phase 1 — y-Flip ✅ ERLEDIGT (am Roboter verifiziert )
1. **Tests schreiben ** (zunächst rot)
- G92 der Grundstellung (α **y ≈ − ** (statt +590).
- Round-Trip: `IK(x=0, y=− → `FK` → id entis che Pose zurück.
2. * * `Arm3SegmentLinearX` umstellen** (α −
- **FK ** (`calculatePositionFromMotorAngles` ): y-Komponenten von `vecBizeps` und
`vecUnterarm` negieren; Handgelenk-Vektoren (`n` , `vHand` ) und `φ = atan2(vHand.y,…)`
konsistent nachziehen .
- **IK** (`calculateAngles3D` ): `pY` , `gamma = atan2(pZ, pY)` , die `n` -Konstruktion
und `φ` entsprechend spiegeln .
3. **Bestehende +Y-Tests auf − ** (erwartete y-Werte spiegeln).
4. * * `doc/Info_G92.md` ** aktualisieren: Y/Z-Konvention auf „0° = waagerecht entlang −
5. Suite grün; Round-Trip + Grundstellung grün.
Umgesetzt :
- **Spiegelung an der x-z-Ebene** in `Arm3SegmentLinearX` (`_mirrorWorkspaceY` ): die
interne Mathematik (`_ikPlusY` /`_fkPlusY` ) rechnet weiter in +y, die öff entl ichen
Methoden spiegeln die Workspace-Pose (y, pY, φ, ψ; θ bleibt) → α −
- **G28 ** (Home) auf − `y = -(l1+l2+l3)` , `phi = +π/2` .
- **Tests:** `test/Robot.Kinematics.NegativeY.test.js` (Grundstellung −
in − − .
- **Migration:** `Robot.02_UpperArm` und der G28-Test auf −
- **Doku:** `doc/Info_G92.md` Y/Z (und C/A nach der Spiegelung) aktualisiert
### Phase 2 — Handgelenk auf Null (optional, für echte All-Zero-Grundstellung)
### Phase 2 — Handgelenk-/Finger-Nullstellung (B, C) — OFFEN
6. **B-Konvention drehen: ** gerade Hand = **0° ** statt 180° (`b → 180°− an der
Schnittstelle; FK/IK + Greifer-Kopplung `eMotor = e − − mit anpassen).
7. **C-Nullpunkt: ** neutral = **0° ** statt 90°
⚠️ Der C↔ψ-Offset ist **posenabhängig ** (`acos(cos β · sin a)` ); ein global sauberes
`c=0=neutral` braucht ggf. eine tiefere Umparametrierung des Handgelenks — **vor **
der Umsetzung bewerten .
8. Tests + `Info_G92.md` nachzieh
> **Voraussetzung (User):** Erst Visualisierung/Überprüfung der Finger, dort werden noch
> Fehler vermutet. **a-Achse ist bereits korrekt** (a=0 → Knick-Achse ∥ x) — Phase 2
> betrifft nur **B (Knick)**, **C (Roll)** und die **Greifer-Kopplung** .
1. **Finger/Hand visualisieren ** und gegen die echte Mechanik prüfen (User).
2. **B-Konvention: ** gerade Hand soll **0° ** sein (derzeit 180°; physischer Knick = 180° −
Mapping festlegen (z.B. `b → 180° − an der Schnittstelle) und FK/IK anpass en.
3. **C-Nullpunkt: ** neutral soll **0° ** sein (derzeit `ψ = 90° − ).
⚠️ Der C↔ψ-Bezug ist **posenabhängig ** (`acos(cos β · sin a)` ); ein global sauberes
`c=0 = neutral` braucht ggf. eine tiefere Umparametrierung — **vor ** der Umsetzung bewerten.
4. **Greifer-Kopplung ** `eMotor = e − − prüfen: mischt mm (e) mit Radiant (b, c)
— gegen die echte Sehnen-Mechanik validieren.
5. Tests + `Info_G92.md` nachziehen.
### Verifikation (Definition of Done)
- G92 der Grundstellung (alle Winkel 0) → Driver meldet **y ≈ − ** .
- appRobotHoming kann die **physisch gemessenen Winkel direkt** senden (ohne Spiegelung).
- Volle Test-Suite grün, inkl. Round-Trip und Grundstellungs-Tests.
- **Phase 1 (erfüllt):** G92 der Grundstellung → Driver `y ≈ − ; appRobotHoming
sendet die gemessenen α ** direkt** (ohne Spiegelung); volle Suite grün .
- **Phase 2 (Ziel):** Grundstellung mit **allen ** Gelenkwinkeln 0 (inkl. B=C=0); Finger
visuell korrekt.
---
## Anhang: Stand der bisherigen Arbeit
## Anhang: Stand der Kinematik
- Der atan2-Fix in der IK (`gamma = Math.atan2(pZ, pY)` , [Arm3SegmentLinearX.js:59 ](../robot/kinematics/Arm3SegmentLinearX.js#L59 ))
ist umgesetzt und macht die IK mathematisch für −
Voraussetzung für Phase 1. Er betrifft **nicht ** den G92/FK-Pfad.
- Die Winkel-Konventionen (B/C/E) sind in [doc/Info_G92.md ](Info_G92.md ) dokumentiert;
die Y/Z-Konvention dort wird in Phase 1, Schritt 4 angepasst.
- **y-Flip (Phase 1):** Spiegelung in `Arm3SegmentLinearX` (`_mirrorWorkspaceY` , genutzt von
`calculateAngles3D` und `calculatePositionFromMotorAngles` ). Am Roboter bestätigt.
- **atan2-Fix** in der IK (`gamma = Math.atan2(pZ, pY)` ): macht die interne IK für −
mathematisch korrekt — Voraussetzung des y-Flips.
- **Winkel-Konventionen** (Y/Z/A/B/C/E) sind in [doc/Info_G92.md ](Info_G92.md ) dokumentiert
und nach Phase 1 aktualisiert.
chk