Google SketchUp Robotik Tutorial

Google SketchUp ist ein 3D Zeichenprogramm, das eigentlich für Architektur Zwecke bestimmt ist (z.B. für die 3D-Gebäude von Google Earth). Man kann damit aber auch recht einfach Roboter Modelle zeichnen. Die Bedienung ist kinderleicht im Gegensatz zu manch anderen Programmen wie. z.B. Blender. Die Standard Version von SketchUp kann kostenlos verwendet werden. Die Vorteile gegenüber der kostenpflichtigen SketchUpPro Version können dabei vernachlässigt werden.

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Einführung

Dieses Tutorial bezieht sich auf die deutsche Google SketchUp Version 6 für Windows. SketchUp oder auch kurz SU genannt gibt es zum Download unter http://sketchup.google.com/intl/de/. Neben der Windows Version gibt es auch eine Version für Mac OS-X (10.4+). Für die ersten Schritte mit SU sind die Einführungs Videos sehr zu empfehlen. Dort sieht man, wie einfach es ist mit SU zu arbeiten und selbst kompliziert aussehende Formen im Handumdrehen zu erzeugen. Naja, ganz so einfach ist es zu Anfang sicher nicht aber Übung macht den Meister. Als Grundeinstellung empfiehlt es sich, die Modelleinheiten gleich nach der Installation auf Dezimal in Millimeter umzustellen. Des weiteren ist zu empfehlen, unter dem Menüpunkt Ansicht | Symbolleisten, den großen Funktionssatz einzuschalten.

Komponenten

Google SketchUp bietet die Möglichkeit zum Erstellen von Komponenten. Komponenten sind Gruppierungen von Formen, die man als einzelne Datei speichern kann. Man kann sich so nach und nach eine Bibliothek von Bauteilen anlegen kann, die man dann in verschiedenen Projekten immer wieder verwenden kann. So fängt man am besten auch beim Entwurf eines neuen Roboter Modells an, man beginnt Komponenten zu entwerfen. Für jedes Einzelteil eines Roboters eine Komponente, so z.B. für die Räder, Motoren, Chassis usw.

Maßstabstreu zeichnen

Mit Google SketchUp kann man auch maßstabsgetreu zeichnen. Dazu sollte man am besten bereits während der Installation von SketchUp den Default Maßstab von Architektur in Zoll auf Dezimal in Millimeter ändern. Ansonsten kann man dies auch jederzeit beim Entwurf im Hauptmenü unter Fenster | Modellinformationen | Einheiten ändern. Beim Zeichnen einer Form (Rechtkreis, Kreis, Vieleck oder Linie) gibt man einfach den gewünschten Wert und die Einheit mm an und drückt die Enter Taste. Schon springt die Form auf die gewünschte Größe. Das Funktioniert auch bei vielen anderen Werkzeugen. Beim Zeichnen der ersten Form wird man sich vielleicht wundern, dass die Form so klein dargestellt wird. Aber das ist kein Problem. Einfach auf da Gesamtgröße aufzoomen Icon geklickt, schon sieht man die Form in voller Größe. Von Vorteil ist auch eine Maus mit Scrollrad, damit kann man jederzeit auf- bzw. abzoomen.

Zum maßgenauen Zeichnen von Rechtecken klickt man auf das Rechteck Symbol gibt man die Länge und Breite des Rechtecks ein mit einem Semikolon ein. z.B. 50mm;80mm gefolgt von der ENTER-Taste.
Für Kreise klickt man auf das Kreis Symbol gibt man den Radius ein. z.B. 1,5mm gefolgt von der ENTER-Taste.
Für Vielecke gibt man dem Klick auf das Vieleck Symbol die Anzahl der Ecken ein und drückt die ENTER Taste, danach positioniert man das Vieleck und kann dann den Radius eingeben.

Die Vorteile eines maßstabsgetreuen Modell liegen auf der Hand.

Alle Komponenten passen ohne umständliche Skalierung sofort zusammen.
Man kann genaue Ausdrucke z.B. des Chassis machen und diese als Vorlage zum Bohren und Zusägen des Chassis verwenden.
Austausch von Komponenten mit anderen SketchUp Usern wird erleichtert
Die Übernahme in andere 3D Programme funktioniert einfacher

Maßband

Das Maßband ist ein sehr hilfreiches Werkzeug. Zum einen kann man damit beliebige Abstände innerhalb des Modells messen und bekommt den genauen Wert in der Statusbar angezeigt. Zum anderen lassen sich damit auch Hilfslinien zeichnen, um z.B. die genaue Position einer Bohrung in einer Form festzulegen. Werden die Hilfslinien nicht mehr benötigt, können diese mit einem Klick auf Bearbeiten | Führungslinien löschen gelöscht werden.

Drucken

Was nützt einem eine maßstabsgetreue Zeichnung, wenn man diese nicht auch maßstabsgetreu ausdrucken kann. Das klappt auch unter SU, allerdings muss man schon wissen wie. Zum Druck z.B. einer Bohrschablone für das Chassis muss man dazu zunächst vorübergehend unter dem Menüpunkt Kamera von Perspektive auf Parallele Projektion umschalten. Man will ja keine 3D Ansicht ausdrucken sondern eine 2D Draufsicht. Dann sollte man auf Gesamtgröße aufzoomen (der Ausdruck richtet sich nämlich nach der Ansicht). Dann öffnet man den Druck Dialog, entfernt den Haken vor Druckformat | An Seite anpassen und vor Modell Erweiterungen verwenden und stellt die Skalierung in SketchUp und in der Ausgabe jeweils auf 10 mm.
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Exportieren

Die kostenlose Version von Google SketchUp erlaubt nur das Speichern im SketchUp internen Format .skp . Als Export in andere 3D Formate wird das Google Earth Format .kmz angeboten. Das .kmz ist im Prinzip nichts anderes als gezipptes File im Collada Format. Wenn man das .kmz File in ein .zip File umbenennt kann man das Archiv öffnen und sieht die Einzel Files, aus denen es besteht.

Über die Import Funktion von Blender kann man Collada Files lesen (Collada V1.4) und z.B. in das .obj Format von Wavefront exportieren. Damit ließen sich die Roboter Modelle auch mit dem Microsoft Robotics Developer Studio MRDS verwenden. MRDS kann das .obf Format in das eigene .bos Format konvertieren. Damit könnte man dann seinen virtuellen Roboter im MRDS Simulator testen. Aber das ist ein Thema für ein weiteres Tutorial.

3D-Warehouse

Mit dem 3D-Warehouse für Google SketchUp steht eine riesige Online Bibliothek zur Verfügung. Viele User benutzen das 3D-Warehouse, um dort ihre Modelle hochzuladen und sie damit anderen Usern zur Verfügung zu stellen. Mit der gewohnten Google Suche findet man schnell die ein oder andere Komponente, die man gerade braucht. Auch ich habe dort meine Roboter Kollektion abgelegt.