Robot terenowy - inżynierka

[mnak24]

Dzień dobry,

na wstępie opiszę z grubsza założenia projektu - w przyszłości pracy inżynierskiej. Priorytetowym zadaniem, jakie ma stanąć przed moim robotem jest okrążenie kampusu mojej uczelni. Teren nie jest prosty, robot będzie miał do pokonania wyboiste drogi(częściowo przejazd przez las), krawężniki, trawniki i parkingi. Sterowanie ma być ręczne, realizowane zdalnie, za pośrednictwem internetu. Okrążenie to około 3km, zakładany czas przejazdu to niecała godzina.

Konstrukcja opiera się na ramie zbudowanej z profili alu, o wymiarach 400x600. Do ramy będzie przymocowane większość osprzętu robota. Zawieszenie niezależne, 4 wahacze wzdłużne zawieszone na amortyzatorach do samochodów rc. Jako napęd 4 silniki wraz z przekładniami od samochodów dla dzieci. Koła 12 cali od wózka dziecięcego

Część elektroniczna składa się z: Raspberry Pi 3, ICSTATION UNO, 4xmostek H VNH2SP30, przetwornica napięcia 5v USB, czujniki odległości(jeszcze nie wybrane), kamera(prawdopodobnie internetowa usb)

Tyle z założeń, robot jest już w zaawansowanej fazie budowy. Zaczęło się od projektu w semestrze zimowym 2019/2020, projekt został zaliczony, jego dokumentacja tutaj(dokumentacja), a filmik zaliczeniowy z pierwszej jazdy terenowej poniżej

 

Na tej fazie robot całą elektronikę miał zamontowaną "na taśmę", ze względu na zamówienie niewłaściwych kołków do pcb, a termin gonił.

 

Obecnie robot jest rozebrany z całej elektroniki, powstaje miejsce w którym pojawią się akumulatory i elektronika(puszka elektryczna), osobny wyłącznik awaryjny oraz doprowadzenie kabli do silników.

Poniższe zdjęcie przedstawia obecny stan robota:

Aktualnie czekam na osłony na silniki wydrukowane w 3d, po zamontowaniu wszystkiego z zewnątrz będę mógł przejść do środka. W środku planuję zrobić ramkę z kątownika alu 20x20, w której będą miejsca na akumulatory(dwa akumulatory umieszczone po bokach), a pomiędzy nimi ma zostać umieszczona elektronika w sposób warstwowy(poziom 1: mostki H, poziom 2: ICSTATION UNO, poziom 3: Raspberry Pi 3). Poza tymi warstwami muszę znaleźć jeszcze miejsce na przetwornicę napięcia i mobilny ruter wifi. Całą ramkę chcę umieścić na gąbce, która by amortyzowała wstrząsy, tak samo zabezpieczyłbym moduł od góry.

Dziękuję za uwagę, postępy i pytania będę starał się wrzucać tu na bieżąco.

Edytowano Kwiecień 20, 2020 przez mnak24

[ethanak]

Nie będzie miał problemu z wjechaniem na krawężnik?

[mnak24]

Jak widać na załączonym filmiku(link do momentu przejazdu) nie ma najmniejszych problemów. Amortyzator wtedy wydawał się być sztywny, ponieważ konstrukcja nie była obciążona docelowymi akumulatorami, gdy postawiłem je na skrzynce, wtedy dopiero amortyzator zaczął pracować jak należy.

[adam30010]

Te osie jakoś tak mocno wystają w podwoziu - będziesz to poprawiał czy ma to jakiś powód?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[mnak24]

Osie będę przycinał wraz z wystającymi od dołu śrubami w końcowej fazie projektu, na razie je trzymam z dwóch powodów:

1. Jako ewentualny zapas, gdyby koncepcja uległa zmianie i potrzebowałbym dłuższej osi (np.błotnik, osłona całego silnika z przekładnią, dołożenie enkoderów), dotoczenie nowych mi się nie widzi, ponieważ sam nie mam tokarki i musiałbym tą pracę zlecić komuś ponownie.

2. Chronią spód puszki przed uszkodzeniami mechanicznymi, takimi jak na przykład kamienie, gałęzie, wysokie krawężniki. Planuję wyposażyć robota od spodu w blaszaną osłonę, jednak na razie skupiam się na sprawach związanych z zabudowaniem dotychczasowego postępu we w miarę wodoszczelny układ, tak aby kałuża, lub nagły deszcz nie zniszczył mi elektroniki.

 

[adam30010]

Nie martwisz się że kamień przed którym mają te osie chronić, spowoduje ich wygięcie?

Nie widzę dokładnie na zdjęciach jak masz tą puszkę mechanicznie zorganizowaną. Ale wydaje mi się że peszle wychodzą w łączenia puszki z wiekiem? Czemu zamiast peszli nie użyłeś po prostu dławnic i przewodów w okrągłej oponie? Dławnice dają dobrą szczelność, więc dla takiego zastosowania by się dobrze sprawdziły.

[mnak24]

Wyjścia są w dolnej połowie puszki, 3 z tyłu i 3 z przodu(4 silniki, wyłącznik i kamera). Zastosowałem peszle w celu dodatkowej ochrony kabli przed uszkodzeniami mechanicznymi, pomysł ten podpatrzyłem przeglądając konstrukcje z innych uczelni. Osie już niejedno przeszły, wliczając w to słupki, gałęzie i też kamienie, jak i przypadkowe potknięcia o nie, gdy robot stoi bez kół. Są wykonane ze stali, więc za dużo im nie grozi, prędzej ulegnie zniszczeniu aluminiowa konstrukcja wahacza, choć i one dużo przyjmują jak na razie. Poniżej widok na puszkę z wyprowadzeniami peszli.

[adam30010]

W sumie po bliższym przyjrzeniu się, to te osie są całkiem grube, coś koło 8mm średnicy? Więc faktycznie nie jest to jakiś bardzo delikatny element. 

Trochę mnie boli ten przewód zawinięty dookoła profilu 😛

Co do peszli to faktycznie jako ochrona mechaniczna przewodów dobrze się mogą sprawować. Jednak ich połączenie do puszki nie wygląda zbyt szczelnie. 

Jeśli nitowałeś to ręcznie to współczuję 😉

 

Ogólnie jako projekt na uczelnie na jakiś przedmiot to jest to całkiem ciekawy projekt. Ale do pracy inżynierskiej rozważ użycie enkoderów na silnikach (lub innego rodzaju silniki które umożliwiają pomiar prędkości), i dorób jakąś kontrolę prędkości kół. Coś jeszcze planujesz dorzucić?

[macizet]

Kocham takie zabawki... 😍

[mnak24]

Adam: Ośki mają fi 10, jest to średnica osi tylnych w wózkach dziecięcych, czyli takie jak mam koła. Przewód zwinąłem na szybko, aby się nie ciągnął za robotem, jak widać stoi teraz bez kół i czeka na osłony silników. Gdy te ostatnie dojdą, wtedy przytnę peszla na ostateczną długość, tak aby nie był zbyt mocno naciągnięty do silnika, a następnie te przepusty planuję zalać sylikonem, aby uszczelnić i trochę skleić je razem z peszlem. Niestety nitowałem wszystko ręcznie, warsztat trochę mnie ogranicza, chociaż nie było to takie uciążliwe, ponieważ nie nitowałem wszystkiego na raz, więcej było zabawy z docinaniem, dopasowywaniem i szlifowaniem niektórych elementów, oraz z wierceniem otworów, tutaj korzystając z tego, że prawie wszystko jest oparte na profilach 20x20, wyciąłem z kartki w kratkę kwadracik 4x4 kratki i wg jego środka wyznaczałem punktakiem miejsce do wiercenia, niestety mimo to wiertło nie raz zeszło kilka mm w bok. Na inżynierkę robot ma wykazywać elementy autonomiczności, jeszcze do końca nie ugadałem z promotorem na czym ma to polegać.

Macizet: Też kocham, kiedy mogę coś samemu zaprojektować i zrobić.

[BananWszyscy]

Fajne klapki... x)

A tak ogólnie musisz spróbować coś zrobić z poślizgiem (był już pomysł wyrównywania i kontroli prędkości kół). Poza tym skoro inżynierka to możesz zmapować sobie podczas przejazdu zdalnie sterowanego teren w koło i puścić go samodzielnie 😛

[ethanak]

Na dzień dzisiejszy lepiej by było zmapować drogę do sklepu i wysłać go po piwo... ciekawe, czy roboty też obejmuje limit ilości w sklepie? 🙂

 

[mnak24]

Banan: Dzięki, stylówa na Janusza musi być. Poślizg chcę ogarnąć oponami z wystającym bierznikiem, takimi rowerowymi.

Ethanak: Takie było dodatkowe założenie,  tylko robot niepełnoletni.

[mnak24]

Osłony doszły, na razie dopasowałem dwie, specjalnie projektowałem trochę za ciasne, aby nie okazało się że są luzy. Tak wyglądają zamontowane na silnikach i po założeniu peszla. Na długość szerszej tulejki (czerwona i czarna) chcę nałożyć termokurczkę, w przypadku braku pójdzie izolka. a na mniejszą, na który wchodzi peszel, dam zaciski do wężyków, ale to gdy będą wszystkie dopasowane. Zdjęcie obecnego stanu poniżej.

 

[mnak24]

Dziś dokończyłem osłony, doszły też objemki na peszle.

Już na kołach