"ДУСЯ" АГРЕГАТ
Время разработки: 2 месяца
Состав команды: 5 студентов 4 курса, 1 аспирант, 1 инженер-консультант.
Общая стоимость робота: 300 тыс. руб.
Статус: завершено, 3 призовое место на VI Всероссийском молодежном робототехническом фестивале.
В Москве завершился VI Всероссийский молодежный робототехнический фестиваль - Робофест-2014.
В рамках фестиваля проходили состязания "Мобильные системы". Робот, собранный командой студентов СГАУ смог справиться с заданиями, результат 3-е место. Робот предназначен для решения задачи "Перетарки", то есть перемещает содержимое большой тары в несколько маленьких. Робот имеет промышленную систему управления, а также интеллектуальную камеру со своим контроллером. Основная исполнительная часть - пневматические цилиндры. На себе возит компрессор для нагнетания необходимого давления.
Как и в производстве любого агрегата или продукта в современном мире, наш мобильный робот прошел все стадии создания опытного образца: анализ технического задания, 3D-моделирование, производство, монтаж электрической схемы, написание и отладка программного обеспечения.
Эволюция будущей конструкции изображена на следующих рисунках:
Финальная конструкция робота в сборе изображена на следующем рисунке.
Конструкция робота поделена на ярусы. На нижнем ярусе расположены аккумуляторные батареи и пневматические распределители.
На втором ярусе расположен поворотный стол с четырьмя ячейками для болтов и гаек.
На третьем ярусе расположен цилиндр для выдвижения магнитов, промышленная система управления реального времени, а также компрессор для нагнетания давления в системе и пневматический ресивер. Также на "крыше" робота расположена "интеллектуальная" камера.
Исполнительная часть мобильного робота выполнена на пневматических цилиндрах, которые позволяют выдвинуть и опустить электромагниты. А также поворотный стол имеет два положения.
Вся пневматика - это изделия производства итальянской компании - Camozzi.
На борту мобильного робота две раздельные цепи питания:
12В для двигателей и компрессора
24В для питания системы управления, камеры и Wi-Fi роутера
Система управления и камера - продукты американской компании - National Instruments. Язык программирования - графический язык LabVIEW.
На борту мобильного робота две различные сети Ethernet:
Сеть разработчика. В данной сети через маршрутизатор соединяются промышленный контроллер, "интеллектуальная" камера и компьютер разработчика.
Прямое соединение промышленного контроллера и интеллектуальной камеры. В данной сети камера по UDP протоколу пересылает обработанную информацию на промышленный контроллер.
Общий алгоритм работы мобильного робота:
"Интеллектуальная" камера в реальном времени получает изображение, анализирует его и передает результаты анализа по сети Ethernet напрямую в промышленный контроллер по протоколу UDP.
В промышленный контроллер при запуске скачивается последовательность действий. В данной версии робота программа представляет собой конечный автомат, т.е. верхний уровень программы выглядит следующим образом:
Движение вперед до черной линии
Поворот налево на 90 градусов
Движение по линии до перекрестка
и т.д.
Общий список комплектующих
№ п/п | Наименование | Основные характеристики |
1 | Промышленный контроллер реального времени NI cRIO-9023, конфигурируемое шасси 9113 | 533 MHz processor
256 MB DDR2 memory 2 GB nonvolatile storage ПЛИС 8-Slot, Xilinx Virtex-5 LX85 CompactRIO Reconfigurable Chassis |
2 | "Интеллектуальная" камера NI Smart Camera-1742 | 533 MHz PowerPC
Monochrome 640 x 480 CCD image sensor Maximum Frame Rate 60 fps |
3 | Модули согласования сигналов. NI 9205, 9474 2 шт., 9476 Analog input | +-10V,16bit
Digital Output Source 1А/ch Digital Output Source 250mA/ch |
4 | Пневматика Camozzi | 1. 31R2A032A150 Пневмоцилиндр ход 150, диаметр 32 1 шт.
2. 31R2A020A200 Пневмоцилиндр ход 200, диаметр 20 2 шт. 3. CLR 1/8-6 Регулятор давления 1 Шт. 4. PSCU 602-M5-4 Дроссель 8 Шт. 5. M043-F10 Манометр панельный 1 Шт. 6. M043-F04 Манометр панельный 1 Шт. 7. S6510-4-M5 Фитинг 8 Шт. 8. 6463 6-1/8 Фитинг 3 Шт. 9. 358-015-02 Пневмораспределитель 6 Шт. 10. A331-0C2 Пневмораспределитель 1 Шт. |
5 | Camozzi поворотный цилиндр | 69-032/180-M Поворотный цилиндр с выходным валом и шпонкой 180 град. 1Шт |
6 | Компрессор BERKUT AIR STATION SA-03 | 12V, 16A, 9 атм, 36л/мин, уровень шума <85дБ, ёмкость ресивера 2,8л |
7 | Датчики | Датчик силы +-1,5кг = +-15mV, 4шт. Инфракрасный бесконтактный датчик касания, 2шт. |
8 | Аккумуляторные батареи | Pb 12V, 12Ah
Ni-Mh 12V, 3000mAh, 2шт. |
9 | Двигатели Tetrix DC Motor | 12V, No load speed 146 RPM
При максимальной нагрузке: Скорость 89 RPM Крутящ момент 11,72 кг-см Ток 2.46А |
10 | Wi-Fi Маршрутизатор, DLink DIR-300 | 9V |
11 | ПК разработчика Ноутбук Sony VAIO | Win7 |
12 | Среда разработки | LabVIEW 2012 SP1 |
СМИ о Дусе:
)
http://www.ssau.ru/news/10433/
https://vk.com/wall-35834156_1964
http://www.newstube.ru/media/otkrylsya-vserossijskij-robototexnicheskij-festival