SR-Support Selbstaufrichtender Roboter – Tutorial

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SR-Support ist ein kostengünstiges aktives Selbstaufrichtungsgerät auf Basis eines 2-DOF-Arms. Nach dem Umkippen in eine beliebige Richtung setzt es seinen zweigelenkigen Arm auf dem Boden ab, rollt ab und hebelt sich wieder in die aufrechte Position. Dieses Tutorial ist als Lesereihenfolge organisiert und deckt den gesamten Weg von Null bis zum verifizierten Aufbau ab.

Lesereihenfolge

#	Seite	Inhalt	Hinweis
01	Grundlagen	Funktionsprinzip, Spezifikationen, Stückliste	zuerst lesen
02	Umgebungseinrichtung	.venv erstellen/aktivieren, vorgebaute Firmware + Flash-Tools (Flash Download Tool / esptool), PC-seitige Tools und MuJoCo-Umgebung, optional PlatformIO, serielle Schnittstelle	zuerst erledigen
03	Hauptfirmware flashen	Vorgebaute Binärdatei (für Kunden empfohlen) oder Quellcode-Build mit PlatformIO, serielle Befehle, Bootverhalten	bei Seriengeräten überspringbar
04	Montage: Drucken, Bauen, Verkabeln	Gedruckte Teile, Servohorn-Index, Verkabelungstabelle, IMU-Montage	bei Seriengeräten überspringbar
05	Nullpunkt-Kalibrierung	Joggen mit Pfeiltasten + Nullpunkt setzen mit z (nach Neuindexierung/Neumontage)	für DIY-Bauten erforderlich; bei Seriengeräten überspringbar
06	Debug und Kalibrierung	Prüfung und Kalibrierung des gesamten Roboters: Telemetrie, IMU, Servos, Mittenprüfung, vier Liegepositionen, Fall-Gate
07	Selbstaufrichtung: Anwendung und Überwachung	Vier Fallrichtungen, erwartete Bewegung, Überwachung und Protokolle
08	WLAN und der Simulationszwilling	Statusseite, Einrichtung im Heim-WLAN, drahtloser MuJoCo-Zwilling	optional
09	Fehlerbehebung	Häufige Symptome und Lösungen	Referenz
10	Referenz: Modell, Parameter, Lizenzierung	Modelldateien (XML/STL), Parameter, Referenzsequenzen, Lizenzierung	Referenz

Werkszustand eines fertigen Geräts (zwei Lesepfade)

Dieses Tutorial bedient zwei Zielgruppen – wählen Sie den Pfad, der zu Ihnen passt:

Leser	Werkszustand	Empfohlener Pfad
Nutzer eines fertigen Geräts	Montiert und verkabelt, Firmware geflasht, kalibriert (Servo-Nullpunkte und IMU-Beschleunigungs-Nullpunkte fest eingebrannt), getestet (alle vier Aufrichtrichtungen pro Gerät verifiziert)	Direkt zu 07 Anwendung und 08 WLAN/Zwilling (optional); 09/10 als Referenz behalten. Die Seiten 02/03/04/05/06 werden nur bei Firmware-Upgrades, Servo-/IMU-Austausch oder erneuter Servohorn-Montage benötigt; um die Zwilling-/Telemetrie-Tools von Seite 08 zu nutzen, installieren Sie zuerst die PC-seitigen Tools von Seite 02.
Kit- / DIY-Bauer	Beginnt bei den Einzelteilen	Folgen Sie 01 → 02 → 03 Flashen → 04 Montage → 05 Nullpunkt (erforderlich) → 06 Debug/Kalibrierung → 07 vollständig von Anfang bis Ende. Sowohl die Nullpunkt-Kalibrierung (05) als auch die Kalibrierung (06) erfolgen nach vollständiger Montage und dem Flashen: z verwendet die IMU nicht und funktioniert in jeder Pose; c erfordert den montierten, aufrecht stehenden Roboter.

Empfohlene Erstinbetriebnahme-Prüfung für ein fertiges Gerät: aufrecht einschalten → up≈(0,0,1) bestätigen → es einmal in jede der vier Richtungen gemäß Seite 07 kippen und bestätigen, dass es aufsteht.

Voraussetzungen

• Mechanische Teile des SR-Support (Grundplatte, Schulter-Servohalterung, Ellenbogen-Servohalterung, obere Strebe; Druck und Montage auf Seite 04);
• ESP32-S3-Board, Juxi ICM42670P IMU, passive Direct-Drive-Servo-Adapterplatine;
• 2× PTK7452MG (180° PWM) Servos;
• Ein Servo-Netzteil (5 V / ≥5 A) und ein USB-C-Datenkabel;
• Ein Computer mit der Umgebung aus Seite 02.

Verifizierter Stand (2026-11-06)

Alle vier Liegerichtungen wurden am realen Roboter verifiziert, jeweils als direktes Aufstehen (kein Überrollen nötig), mit etwa 1–6 s Dauer; es wurden keine Verletzungen der Servo-Grenzwerte aufgezeichnet. Das Kit enthält außerdem ein Nullpunkt-Kalibrierwerkzeug mit Pfeiltasten (Seite 05), eine WLAN-Statusseite mit Einrichtung im Heimnetz und einen drahtlosen MuJoCo-Live-Zwilling (Seite 08).

Sicherheit

• Halten Sie den Roboter bei der ersten Inbetriebnahme fest, halten Sie 30 cm Freiraum ein und senden Sie bei jeder Anomalie x oder unterbrechen Sie die Servostromversorgung;
• Blockieren Sie einen Servo nie länger als 1 s; stoppen Sie, wenn das Gehäuse 60 °C überschreitet;
• die Servoversorgung 5 V / ≥5 A (verifiziert für alle vier Aufrichtrichtungen);
• alles über 5 V geht ausschließlich auf die Servoschiene – niemals an den ESP32 5V/3V3;
• Alles teilt sich eine Masse; die Einschaltreihenfolge steht in Seite 04.