Podstawy Automatyki i Robotyki Pracownia 006 opiekun grupy: Dr. Ewa Szlachcic Czwartek parzysty 16.20 – 18.20 2 kwietnia 2009r Leszek
Robot transportowy „robuTER” firmy Robosoft
Dane techniczne:
Ładowność:
120 KG przy masie własnej 150
KG
Prędkość: od 5cm/s do 1m/s
Zasilanie elektryczne: 4 Akumulatory Ołowiowe o pojemności 60Ah i napięciu 12V;
Silniki: 2 x 300W, 3000 obr/min, 48V, silniki komutatorowe (wirnik, komutator i szczotki węglowe, brak konieczności użycia kondensatora);
Układy sterujące: Motorola 68020 (system) i Motorola 68000 (sensory);
Czujniki: 8 sensorów ultradźwiękowych (możliwość zamontowania 24);
System: ALBATROSS 6.0 (system typu „DOS” → reaguje tylko na znane polecenia i wykonuje określone zadanie);
Komunikacja: port RS232.
Poruszanie się Robota:
„robuTER” stoi na 4 kołach z czego na jedna z osi (tylną) przenoszony jest napęd. Dwa silniki niezależnie napędzają 2 tylne koła natomiast para przednich to tzw. koła samo nastawne (znane chociażby z... wózków w hipermarketach). Do sterowania robotem zastosowany został mechanizm różnicowy znaczy to, że można nadać inną prędkość poszczególnym kołom na osi napędowej. Zyskujemy dzięki temu możliwość zmiany kierunku jazdy (przykładowo gdy dwa koła poruszają się z jedna prędkością robot porusza się do przodu lub do tyłu, jeśli obracają się w przeciwnych kierunkach otrzymujemy obrót).
Układ pozycjonowania:
„robuTER” jako zdalnie sterowany robot potrafi określać swoją pozycje. Zastosowano przypadku tego robota zastosowano często stosowaną w robotyce nawigację przyrostową w połączeniu z sensorami ultradźwiękowymi.
Nawigacja przyrostowa polega na rejestrowaniu zmian od momentu kiedy zaczynamy ją stosować. I tak punkt w którym robot rozpoczyna ruch będzie tutaj punktem zero, a przemieszczenie zostaje odczytane dzięki śledzeniu ruchu kół (znając wielkość koła i ilość obrotów można ustalić drogę przebytą przez robota). Odbywa się to z pomocą czujników odometrycznych (mierzących ilość obrotów kół robota) a dokładniej enkoderów inkrementalnych (typ enkoderów optycznych).
Mierzą
one ilość impulsów dając dokładne informacje dotyczące obrotu
kół. Kierunek jest ustalony dzięki przesunięciu kolejnych
sygnałów w fazie przez co możliwe jest odczytanie tego parametru.
Ten model ruchu, choć teoretycznie wystarczający by stworzyć sprawnie poruszającego się robota nie jest jednak odporny na wszystkie problemy z którymi trzeba się zmierzyć. Nie uwzględnia on zjawisk dla nas oczywistych takich jak np. poślizg. Również nierówności podłoża mogą sprawić że wyliczona wartość położenia będzie się różnić od tej w której zastaniemy robota. Wraz ze wzrostem przebytej drogi rośnie błąd związany z tymi czynnikami. Remedium na to okazuje się ulepszenie robota o możliwość częściowego chociaż „postrzegania” świata i możliwości analizy zgromadzonych tak informacji.
Sensory:
W naszym robocie zastosowano sensory ultradźwiękowe które w zupełności pozwalają mu znaleźć się otoczeniu w którym przyjdzie mu pracować. W laboratorium nie miał on najmniejszych problemów z odbyciem krótkiej „wycieczki”. Pomiary oznaczone jako małe kropeczki były tworzone metoda TOF (ang. Time of Flight) która polega na wypuszczeniu w przestrzeń fali i odczytania z jej odbicia przy uwzględnieniu czasu położenia przeszkód.
Do zalet sonarów ultradźwiekowych należa:
- prostota technologii (fala dźwiękowa rozchodzi się z relatywnie małą prędkością i jest łatwa do kontrolowania);
- koszt produkcji
Wadami są:
- mała dokładność (rozdzielczość, czyli ilość punktów branych pod uwagę przy pomiarze) i zasięg (do ok. 12m fala wyróżnia się z szumu otoczenia);
- rozlega się stożkowo obejmując wycinek koła o miarze jedynie ok. 30°;
- czasami może być całkowicie nieskuteczna, ponieważ będąc długą falą praktycznie odbija się od każdej powierzchni (co czasem nie jest możliwe do wyeliminowania nawet znając geometrię pomieszczenia).
Przeszkody
mogą całkowicie odbijać fale dźwiękową.
Czasem „oglądanie” z paru stron może rozwiązać ten
problem.
Mimo tych niedogodności w odpowiednich warunkach konstrukcja tego robota pozwala na uzyskanie rewelacyjnych wyników o czym świadczy eksploatacja tych maszyn od 1986r.
SKANER LASEROWY „LMS 200” firmy SICK
Dane techniczne:
Maksymalny zasięg: do 80m (zależny od zdolności odbijania przedmiotu i dokładności pomiaru);
Błąd pomiarowy: dla pomiaru w mm, zasięg 1-8m, zdolności odbijania 10% - ±15mm
dla pomiaru w cm, zasięg 1-20m, zdolności odbijania 10% - ±4cm
Błąd
statystyczny: - ±5mm
Komunikacja: porty RS232/RS422
Zasilanie: 24V
Temperatura pracy: 0°C-50°C
Waga: 4,5 KG
Pole widzenia: 180°
Skok pomiaru: wybieralne 0,25° ; 0,5° ; 1°
Czas reakcji: (dla 0,25°/ 0,5°/ 1°): 53ms / 26ms / 13ms.
Pełna dokumentacja techniczna:
Skaner laserowy SICK jest przykładem sonaru wykorzystującego wiązkę lasera do tworzenia obrazu otaczającej przestrzeni. Działa na zasadzie TOF. Zasada działania jest bardzo podobna do sonaru ultradźwiękowego, ale z uwagi że światło rozchodzi się prostoliniowo dodatkowymi elementami jest silnik krokowy i lusterko. Silnik krokowy różni się tym od zwykłego, że dla pewnych położeń robi bardzo krótkie „przystanki” w czasie których można wykonać jakąś czynność – w tym wypadku pomiar.
Zalety sensora:
- duża dokładność spowodowana charakterem wiązki światła;
- duży zasięg, ograniczany tylko mocą lasera (a więc i bezpieczeństwem);
- mniejsza podatność na odbicia w niepożądanym kierunku;
- operowanie na większych powierzchniach niż w przypadku sonaru dźwiękowego;
Wady:
- koszty produkcji i zakupu
- dużo bardziej skomplikowana budowa niż w przypadku sonaru dźwiękowego
Robot dwunożny DRAGON
Wzorowany na TITRUSIE III robot DRAGON powstawał od 2004r. Jest to robot który wyróżnia się od wcześniejszego sposobem poruszania – chodzi na dwóch nogach (aktualnie tworzony jest także robot 4-ro nożny). Sercem DRAGONA jest duet: 8 bitowy RISC'owy mikrokontroler z rdzeniem AVR-Atmega128 oraz komputer który poprzez mikrokontroler 89C2051 łączy się z mikrokontrolerem „na pokładzie”. Poruszaniem zajmują się serwomechanizmy: 4xHS325HD i 4xHS645MG . Robot poruszając się na dwóch nogach ma większe możliwości (np. pokonywanie nierówności) ale stawia duże wymagania konstrukcyjne. Największym kłopotem jest zachowanie równowagi. Robot idealnie balansuje obciążając nogę która ma kontakt z podłożem, przez co nie ma najmniejszych problemów z utrzymaniem nad nią kontroli.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
więcej podobnych podstron