В Части 1.1 мы сформулировали базовые принципы конструкции и задались вопросами. В этой статье ответим на вопросы, а именно, выберем конкретные элементы робота и объясним почему.
Для понимания привожу пример модели робота. Всё просто :)
Для первого теста электроники мы выбрали самый доступный и дешевый материал: алюминиевый профиль в качестве каркаса, узкие пластиковые колеса с тонкой резиновой шиной (Pololu Wheels), поворотное колесо маленького диаметра (~3 см), одну аккумуляторную батарею 12В 7Ач. Усилили каркас изнутри алюминиевыми перегородками, на которые установили 2 шаговых мотора Nema 17 (позже перешли на более мощные Nema 23). Андрей изначально выбрал «шаговики», чтобы более точно позиционировать робота в пространстве. Для крепления планшета на высоте человеческого роста мы привинтили мебельную штангу к колесной базе. Два драйвера шаговых двигателей TB6600 red приводили моторы в действие. Raspberry PI управлял драйверами. Для передачи команд от оператора на одноплатный компьютер Андрей выбрал Bluetooth-модуль. В итоге с компьютера посредством RS232 по радиоканалу нам удалось управлять колесной базой.
Параллельно наш американский партнер Маттео (инженер-разработчик) прислал нам рабочий прототип робота телеприсутствия, которого окружающие сразу окрестили «палка на колесах» :) Но я скажу вам, что этот девайс передвигался уверенно, достаточно надежно, весь рабочий день. Его корпус был напечатан на 3D-принтере (начал трескаться спустя 2-3 месяца). Робот передвигался на двух ведомых омни-колесах и двух ведущих пластиковых. Использовались два коллекторных мотор-редуктора без энкодеров. Такие используются в машинках для детей, которые вы можете встретить летом в парках. Андроид-планшет удерживался напечатанным креплением, установленным на 60мм ПВХ трубу.
Для управления Маттео использовал бесплатный мессенджер Linphone с открытым кодом. Достаточно установить Linphone на смартфон или ПК, подключить интернет, сделать звонок на аккаунт робота, установить соединение и отправлять команды с помощью клавиатуры.
Пока мы разрабатывали свою версию робота, возили этот американский прототип на выставки и мероприятия (Москва, Смоленск, Воронеж). Каждый раз мы выявляли преимущества и недостатки предоставленной нам версии, корректировали ТЗ и совершенствовали своего робота. Например, благодаря разборности и легкости конструкции перевозка была не напряжной — весь робот помещался в спортивную сумку. Самым тяжелым был аккумулятор. Продолжались споры насчет выбора типа моторов.
В итоге нам удалось сделать свою версию робота телеприсутствия:
— лонжерон сделан из легкого прочного недорогого алюминиевого композита. Наш экземпляр обошелся в 3000 руб. Мы заказали такой же на заводе из чистого алюминия, вышло 6000 руб.
— установили ИК-датчики для определения наличия препятствий на пути движения.
— колеса пластиковые от самоката, большой диаметр, промышленное производство.
— установили одну аккумуляторную батарею 12В 7Ач, предусмотрев место для дополнительной АКБ такой же ёмкости.
— Андрей установил 2 шаговых мотора Nema 23.
— сделали шумоизоляцию как в автомобилях, т.к. вибрация моторов передавалась на лонжерон.
— для крепления планшета Филипп привинтил монопод, а к нему — кредл.
— установили планшет Prestigio с ОС Windows и сим-картой для выхода в сеть интернет (Wi-Fi, 3G/4G).
— Миша написал программу под Windows, с помощью которой устанавливается связь с роботом и осуществляется передача аудио- и видеоданных.
— Филипп для красоты сверху закрыл электронику корпусом.
Из нашего опыта скажу вам:
— для движения робота без проскальзывания поверхность колес должна быть резиновой и иметь как можно большую площадь соприкосновения.
— все элементы должны быть качественного промышленного производства, как минимум, мелкосерийные.
— желательно выбирать коллекторные моторы с энкодерами.
В дальнейшем мы сделали на подобной колесной базе робота-официанта. Можете увидеть его на видео:
всю подробную информацию выкладываем на свой сайт:
Автор: mironsv
