Проект BOTUS: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

В этой инструкции будет описан робот BOTUS, который был построен в качестве условного проекта для нашего первого года разработки в Университете Шербрука в Шербруке, Квебек, Канада. BOTUS означает roBOT Universite de Sherbrooke или, как мы его называем, roBOT Under Skirt:) Предложенный нам проект заключался в поиске интересного приложения для голосового управления. Поскольку один из наших участников был поклонником робототехники и следовал по стопам нашего предыдущего проекта *, мы решили создать робота с дистанционным управлением, который будет использовать голосовые команды в качестве дополнительной функции для людей, которые не привыкли манипулировать сложными пультами дистанционного управления. с несколькими кнопками (другими словами, не-геймеры;)). Команда, ответственная за создание робота, состоит из (в алфавитном порядке): - Александр Болдук, компьютерная инженерия - Луи-Филипп Браул, электротехника - Винсент Шуинар, Электротехника - Дж. Ф. Дюваль, Электротехника - Себастьян Ганьон, Электротехника - Саймон Марку, Электротехника - Юджин Морен, Компьютерная инженерия - Гийом Плурд, Компьютерная инженерия - Саймон Сент-Илер, Электротехника Как студенты, у нас точно нет неограниченного бюджета. Это вынудило нас повторно использовать много материалов, от поликарбоната до батарей и электронных компонентов. В любом случае, я перестану трепаться и покажу вам, из чего сделан этот зверь! Примечание: чтобы сохранить дух обмена, все схемы для печатная плата, а также код, который управляет роботом, будут даны в этом руководстве… Наслаждайтесь! * Посмотрите Cameleo, робот, меняющий цвет. Этот проект не был завершен в срок, обратите внимание на неравномерное движение, но нам все же удалось получить упоминание об инновациях для нашей функции «Подбор цветов».

Шаг 1: быстрое развитие робота

Как и многие другие проекты, BOTUS прошел несколько этапов эволюции, прежде чем стал тем, чем он является сейчас. Во-первых, была создана 3D-модель, чтобы все участники могли лучше понять окончательный дизайн. После этого началось создание прототипа, создание тестовой платформы. Убедившись, что все работает хорошо, мы приступили к созданию окончательного робота, который пришлось несколько раз модифицировать. Базовая форма не изменилась. Мы использовали поликарбонат для поддержки всех электронных карт, МДФ в качестве основы и трубку из АБС в качестве центральной опоры, которая поддерживает наши инфракрасные датчики расстояния и нашу камеру в сборе.

Шаг 2: движения

Изначально робот был оснащен двумя двигателями Maxon, которые приводили в движение два роликовых колеса. Хотя робот мог двигаться, крутящий момент, создаваемый двигателями, был слишком мал, и их нужно было постоянно доводить до максимума, что снижало точность движений робота. Чтобы решить эту проблему, мы повторно использовали два Двигатели Escap P42 от проекта JFDuval Eurobot 2008. Их нужно было установить на две коробки передач, изготовленные по индивидуальному заказу, а колеса мы заменили на два колеса самоката. Третья опора робота состоит из простого свободного колеса (в данном случае это всего лишь металлический шарикоподшипник.).

Шаг 3: Захваты

Захваты также являются результатом рекуперации. Изначально они были частью сборки манипулятора робота, используемой в качестве обучающего инструмента. Сервопривод был добавлен, чтобы позволить ему вращаться, в дополнение к его способности захватывать. Нам очень повезло, так как у захватов было физическое устройство, которое не позволяло им открываться слишком далеко или слишком сильно закрываться (хотя после «пальцевого теста» мы поняли, что захват у них довольно хороший…).

Шаг 4: камера и датчики

Главной особенностью робота, по крайней мере, для проекта, который нам дали, была камера, которая должна была иметь возможность смотреть по сторонам и позволяла точно контролировать его движение. Решением, на котором мы остановились, была простая сборка Pan & Tilt, которая состоит из двух сервоприводов, художественно склеенных вместе (хммм), поверх которых находится камера очень высокого разрешения, доступная на eBay примерно за 20 долларов (хех…). Наше голосовое управление позволило нам перемещать камеру с помощью двух осей, обеспечиваемых сервоприводами. Сам узел монтируется на вершине нашей центральной «башни», в сочетании с одним сервоприводом, установленным немного смещенным от центра, позволяя камере смотреть вниз и видеть захваты, помогая оператору в его маневрах. Мы также оснастили BOTUS 5 инфракрасными портами. датчики расстояния, установленные сбоку на центральной башне, что позволяет им хорошо «видеть» переднюю и боковые стороны робота. Дальность действия переднего датчика составляет 150 см, датчиков по бокам - 30 см, а диагональных - до 80 см.

Шаг 5: А как же мозг?

Как и всякому хорошему роботу, нашему нужен был мозг. Специальная плата управления была разработана именно для этого. Плата, получившая название «Colibri 101» (что означает «Колибри 101», потому что она, конечно, маленькая и эффективная), включает в себя более чем достаточно аналоговых / цифровых входов, несколько модулей питания для колес, ЖК-дисплей и модуль XBee, который используется. для беспроводной связи. Все эти модули управляются микрочипом PIC18F8722. Плата была добровольно сконструирована очень компактной, как для экономии места в роботе, так и для экономии материала печатной платы. Большинство компонентов на плате являются образцами, что позволило нам снизить общую стоимость печатной платы. Сами платы были сделаны AdvancedCircuits бесплатно, поэтому большое спасибо им за спонсорство. Примечание: Чтобы сохранить дух обмена, вы найдете схемы, файлы Cadsoft Eagle для дизайна платы и код C18 для микроконтроллер здесь и здесь.

Шаг 6: Мощность

Все это довольно аккуратно, но для работы требуется немного энергии. Для этого мы снова обратились к роботу Eurobot 2008, сняв с него батареи, которыми оказался литий-ионный нанофосфат Dewalt 36 В с 10 элементами A123. Изначально они были подарены DeWALT Canada. Во время нашей финальной презентации батареи хватило примерно на 2,5 часа, что очень прилично.

Шаг 7: Но… как мы контролируем вещь?

Именно здесь вступает в действие «официальная» часть термина «проект». К сожалению, поскольку различные модули, которые мы использовали для фильтрации нашего голоса и преобразования их в голосовые команды, были разработаны Universite de Sherbrooke, я не смогу описать их с помощью Тем не менее, я могу вам сказать, что мы обрабатываем голос через серию фильтров, которые позволяют FPGA распознавать, в зависимости от состояния каждого выходного сигнала, который дают наши фильтры, какая фонема была произнесена оператором. Наши студенты, изучающие компьютерные технологии, разработали графический интерфейс, отображающий всю информацию, собранную роботом, включая прямую видеотрансляцию. (Этот код, к сожалению, не включен). Эта информация передается через модуль XBee на Colibri 101, которая затем принимается другим модулем XBee, который затем проходит через преобразователь Serial-to-USB (планы на эту плату также включены в файл.rar), а затем принимаются программой. Оператор использует обычный геймпад для передачи роботу команд движения / захвата и гарнитуру для управления камерой. Вот пример робота в действии:

Шаг 8: Заключение

Ну вот и все. Несмотря на то, что эти инструкции не описывают подробно, как мы построили нашего робота, что, вероятно, не поможет вам, ребята из-за довольно "уникальных" материалов, которые мы использовали, я настоятельно рекомендую вам использовать схемы и код, которые мы предоставили, чтобы вдохновить вы создаете своего собственного робота! Если у вас возникнут какие-либо вопросы или вы в конечном итоге создадите робота с помощью наших материалов, мы будем рады узнать! Спасибо за чтение! PS: Если вам не хочется голосовать за меня, взгляните на проект Джерома Демерса здесь или даже на проект JFDuval, доступный на его личной странице здесь. Если кто-то из них выиграет, я смогу забить несколько вырезанных лазером деталей;)