10. Koło Naukowe Robotyków

Pula na Projekty Naukowe
12. Opis projektu:
Jako koło naukowe możemy pochwalid się wieloma nagrodami zdobytymi
na zawodach robotów odbywających się w Polsce i za granicą. Nieustanne dążenie
do rozwoju skłoniło nas do wzięcia udziału w jednych z najbardziej wymagających
i medialnych zmagao robotycznych w Europie, jakimi są zawody łazików marsjaoskich
European Rover Challenge. W celu przeprowadzenia testów zawieszenia stworzona została
już konstrukcja platformy jezdnej w skali 1:2. Kolejnym etapem projektu łazika jest
stworzenie pełnowymiarowej platformy jezdnej, której głównym elementem będzie
manipulator wraz z systemem czujników służących do badania próbek gleby.
Fot. 1)
Prototyp platformy jezdnej łazika- render (po lewej) i gotowa konstrukcja (po prawej).
W ramach Dużej Puli na projekty naukowe nasze Koło będzie konstruowad
manipulator przeznaczony do montażu na platformie jezdnej łazika marsjaoskiego, dzięki
któremu możliwe będzie wykonanie zadao obowiązujących na zawodach ERC i URC.
Konstrukcja będzie służyła do poboru próbek gleby, podnoszenia przedmiotów różnego
kształtu oraz wykonywania czynności, takich jak przekręcanie zaworów, czy przełączanie
przycisków. Mechanizm ten jest doskonałą okazją do wykorzystania w praktyce wiedzy
nabytej w trakcie studiów.
Projekt manipulatora będzie obejmował:
 stworzenie konstrukcji mechanicznej manipulatora;
 dobór i montaż napędów do ruchu członami mechanizmu;
 system montażu manipulatora do platformy jezdnej;
 stworzenie konstrukcji chwytaka pozwalającego wykonad zadania opisane
w regulaminie zawodów;
 zaprojektowanie płytek PCB sterowników do obsługi napędów i opracowanie
komunikacji z komputerem pokładowym łazika;
 montaż czujników temperatury, wilgotności oraz tensometrów do pomiaru wagi
pobranych próbek gleby;
 opracowanie modelu kinematyki odwrotnej w celu optymalizacji sterowania
manipulatorem.
Człony manipulatora zostaną wycięte laserowo z aluminium. Konstrukcja
montowana będzie na łaziku za pomocą dwóch prowadnic liniowych. System ten jest
rozwiązaniem zaadaptowanym z innego projektu KNR, platformy modularnej Zipper.
Obrót mechanizmu względem platformy wykonywany będzie za pomocą silnika krokowego.
Dwa kolejne człony, które przenoszą największe siły, napędzane będą przez siłowniki
śrubowe, które pozwolą na podnoszenie przedmiotów o dużej masie utrzymując przy tym
wymaganą dokładnośd. W celu manipulowania obrotem chwytaka w każdej osi oraz
zaciskania jego szczęk zastosowana zostanie kiśd wyposażona w serwa.
Fot. 2) Render konstrukcji manipulatora.
Komunikacja sterowników napędów wykorzystanych w manipulatorze z głównym
komputerem sterującym łazikiem będzie przebiegała po magistrali CAN. Dodatkowo w celu
łatwiejszego sterowania zaimplementowane zostanie rozwiązanie zadania odwrotnego
kinematyki. Dzięki temu możliwe będzie poruszanie manipulatorem we współrzędnych
związanych z narzędziem (chwytakiem), co jest wygodniejszą metodą sterowania
mechanizmem niż kontrolowanie obrotów poszczególnych napędów.
Ze względu na to, że łazikiem będzie się operowało zdalnie, do poruszania
manipulatorem potrzebne są kamery: jedna zamontowana na chwytaku, by widzied
manipulowany przedmiot, kolejna natomiast nad narzędziem. Dodatkowym udogodnieniem
w manipulowaniu będzie dołączony przy chwytaku laserowy czujnik odległości.
Taki układ wizji w połączeniu ze sterowaniem manipulatorem w układzie narzędzia oraz
zamontowanym LIDARem pozwoli w precyzyjny i naturalny sposób poruszad mechanizmem
tak, by łatwo było doprowadzid koocówkę manipulatora do chwytanego przedmiotu,
monitorując przy tym odległośd i rozmiar obiektu.