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🐜 Hexapod-Läufer

Hexapod-Roboterläufer: sechsbeiniger Roboter mit Zweigelenk-IK pro Bein und alternierendem Tripod-Gang. Wechsle Gangarten und Gelände, passe die Geschwindigkeit an und beobachte das Beinkoordinationsmuster in der Draufsicht.

Robotik & Kinematik3DMittel60 FPS🌍 Erde
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Über den Hexapod-Läufer

Diese Simulation steuert einen sechsbeinigen Laufroboter, der in der Draufsicht gezeigt wird, während er über scrollendes Gelände schreitet. Jedes seiner sechs Beine ist ein Zweigliedarm — ein Femur der Länge 36 und eine Tibia der Länge 48 —, und der Kniewinkel wird analytisch mit dem Kosinussatz aus den Hüft- und Fußpositionen berechnet. Eine zentrale Gang-Uhr plant, welche Füße am Boden stehen und welche schwingen, sodass sich der Körper geschmeidig vorwärtsbewegt, während die Beine zyklisch arbeiten.

Der Geschwindigkeitsregler (0.3–2.5) legt fest, wie schnell sich der Körper bewegt und wie weit jeder Fuß nach vorn greift. Zwei Gang-Schaltflächen wechseln zwischen dem schnellen alternierenden Tripod-Gang und dem langsameren, ruhigeren Wellen-Gang, während die Schaltfläche Gelände zwischen flachem Boden und welligen sinusförmigen Hügeln umschaltet. Live-Anzeigen melden den aktiven Gang, die Schrittzahl und wie viele der sechs Beine sich gerade in der Standphase befinden — die Prinzipien, auf die sich echte Laufmaschinen für eine stabile Fortbewegung verlassen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Hexapod-Läufer?

Ein Hexapod ist ein sechsbeiniger Laufroboter. Sechs Beine erlauben es ihm, jederzeit mehrere Füße auf dem Boden zu halten, sodass er statisch stabil bleibt, ohne die aktive Balance zu benötigen, die zwei- oder vierbeinige Roboter brauchen. Diese Seite animiert einen solchen Roboter, der seine Beine koordiniert, um über wechselndes Gelände zu laufen.

Wie funktioniert die inverse Kinematik?

Jedes Bein hat zwei Glieder — einen Femur der Länge 36 und eine Tibia der Länge 48. Anhand der Hüftposition und der gewünschten Fußposition misst der Code die Luftlinienentfernung und wendet den Kosinussatz an, um den Kniewinkel zu bestimmen. Diese einzelne geschlossene Berechnung platziert das Kniegelenk, sodass kein iterativer Löser benötigt wird.

Was ist der Unterschied zwischen Tripod- und Wellen-Gangarten?

Beim Tripod-Gang teilen sich die Beine in zwei alternierende Dreiergruppen; eine Gruppe schwingt nach vorn, während die anderen drei am Boden bleiben, was einen schnellen Gang mit stets genau drei Füßen am Boden ergibt. Der Wellen-Gang hebt stattdessen jeweils ein Bein nach dem anderen in sechs aufeinanderfolgenden Phasen — langsamer, aber er hält fünf Beine für maximale Stabilität am Boden.

Was bewirken die Bedienelemente?

Der Geschwindigkeitsregler legt die Körpergeschwindigkeit und fest, wie weit jeder Fuß nach vorn tritt, von 0.3 bis 2.5. Die Schaltflächen Tripod und Welle wählen das Gangmuster, und die Schaltfläche Gelände wechselt zwischen flachem Boden und welligen sinusförmigen Hügeln. Die Statistikanzeigen zeigen den aktuellen Gang, die laufende Schrittzahl und die Anzahl der Beine in der Standphase.

Warum bleibt der Körper zentriert, während sich der Boden bewegt?

Die Ansicht verwendet eine körperfeste Kamera: Der Roboter wird immer in der Mitte des Bildschirms gezeichnet, und stattdessen scrollt die Welt an ihm vorbei. So bleibt die Beinkoordination klar sichtbar. Intern bewegt sich der Körper weiterhin entlang einer Welt-X-Koordinate, gegen die das Geländeraster und die Hügel gerendert werden.

Wie wird das Gelände erzeugt?

Im flachen Modus ist der Boden einfach die Mittellinie des Bildschirms. Im welligen Modus ist die Höhe die Summe dreier Sinuswellen unterschiedlicher Frequenzen und Phasen, was sanfte, unregelmäßige Hügel erzeugt. Die Landehöhe jedes Fußes wird aus dieser Geländefunktion abgetastet, sodass die Füße auf der Oberfläche aufsetzen, statt zu schweben.

Wie viele Beine stehen gleichzeitig am Boden?

Das hängt vom Gang ab. Der Tripod-Gang hält immer drei der sechs Beine am Boden, während die anderen drei schwingen. Der Wellen-Gang hebt jeweils nur ein Bein, sodass fünf in der Standphase bleiben. Die Anzeige „Stance" meldet diese Zahl live, typischerweise 3/6 für Tripod und 5/6 für Welle.

Ist die Simulation physikalisch akkurat?

Es handelt sich um ein kinematisches Modell, kein vollständiges Dynamikmodell: Es reproduziert realistische Beingeometrie, Gangzeitgebung und Fußplatzierung, berechnet aber keine Kräfte, Bodenreaktionen oder Balance aus der Masse. Die Kosinussatz-IK und die Gangplanung spiegeln wider, wie echte Hexapod-Steuerungen aufgebaut sind, sodass die Bewegung auch ohne Starrkörperphysik glaubwürdig wirkt.

Was ist eine Schwungphase im Vergleich zu einer Standphase?

Während der Standphase steht ein Fuß fest am Boden und schiebt den Körper vorwärts; während der Schwungphase hebt er ab, bewegt sich bogenförmig nach vorn und landet an einem neuen Ziel. Hier werden schwingende Füße kleiner und bernsteinfarben dargestellt, während stehende Füße größer und rot sind, sodass du die Phase jedes Beins auf einen Blick erkennen kannst.

Wo werden Hexapod-Roboter in der realen Welt eingesetzt?

Sechsbeinige Roboter werden für Such- und Rettungseinsätze, die Inspektion von rauem oder gefährlichem Gelände, die Erkundung anderer Planeten und die Erforschung insektenähnlicher Fortbewegung eingesetzt. Ihre inhärente Stabilität und die Fähigkeit, über Hindernisse zu steigen, machen sie gut geeignet für Untergrund, den Räder oder zwei Beine nicht zuverlässig bewältigen können.

⚙ Unter der Haube

Sechsbeiniger Roboter mit analytischer Zweigelenk-IK pro Bein (Kosinussatz). Der Tripod-Gang wechselt zwischen {R1,L2,R3} und {L1,R2,L3}. Der Wellen-Gang hebt jeweils ein Bein. Flaches und welliges Gelände.

Canvas 2DGangplanungIKHexapod

3D · Three.js / WebGL-Renderer · Ziel 60 FPS · läuft vollständig clientseitig, keine Installation

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