MTR – Multitasking Tracked Robot

MTR – Multitasking Tracked Robot

W ramach działalności w SKN AI-METH został zbudowany wielozadaniowy robot gąsienicowy.

Celem projektu było zaprojektowanie i wykonanie autonomicznego robota na podwoziu gąsienicowym, przeznaczonego do wykonywania zadań takich jak: patrolowanie terenów, zadania inspekcyjne, przenoszenie ładunków, operacje w środowiskach niebezpiecznych lub skażonych.

Inspiracją projektu podwozia był bezzałogowy pojazd Ripsaw firmy Howe and Howe Technologies oraz prototyp robota z zawieszeniem niezależnym opracowanym przez amerykańską agencje rządową ”DARPA” –Agencje Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności.

Projekt platformy powstał przy użyciu oprogramowania inżynierskiego Autodesk Inventor 2015. Umożliwiło to sporządzenie dokumentacji technicznej elementów składowych oraz przeprowadzenie symulacji działania zawieszenia i napędu. Platforma posiada układ gąsienicowego zawieszenia niezależnego, które pozwala na pokonywanie przeszkód terenowych. Wyposażona jest w sprężyny i amortyzatory, które tłumią nierówności podłoża. Rama maszyny składa się min. z aluminiowych profili montażowych. Dzięki czemu, cała konstrukcja jest modułowa i w łatwy sposób można do niej dołączyć dodatkowe podzespoły takie jak: ramię obrotowe z chwytakiem, uchwyt przegubowy z kamerą, zestaw czujników lub innych urządzeń. Pozostałe części ramy oraz zawieszenia zostały wykonane za pomocą wycinarki laserowej CNC lub na konwencjonalnych obrabiarkach. Niektóre elementy napędu z tworzywa sztucznego zostały wykonane w technologii druku 3D.

MTR 1.0

Pierwsza generacja robota gąsienicowego. Zbudowana w ramach projektu inżynierskiego przez Adama Najewskiego. Pojazd o wymiarach 70x50x25 cm ważył 32 kg i poruszał się z prędkością maksymalna ok. 7km/h. Umożliwiały to dwa silniki prądu stałego o mocy 250W każdy. Robot sterowany był przez Arduino Mega i komunikował się ze zbudowanym stanowiskiem operatora opartym na Arduino UNO. Urządzenia komunikowały się ze sobą za pomocą modułów xBee. Na pojeździe umieszczona była mała kamera bezprzewodowa 2,4 Ghz. Zasięg robota to ok 30m.

Dane techniczne:

  • Wymiary: 700x500x260 mm
  • Prześwit: 90 mm
  • Masa: 32kg
  • Prędkość max: 8km/h
  • Nośność: 12kg
  • Zasilanie: 24V
  • Silniki: 2x silniki DC 250W
  • Zawieszenie:  niezależne.

MTR 1.1

Robot został przygotowany do zawodów RoboDrift 2016. Zajął w nich II miejsce w kategorii Offroad i wyróżnienie w kategorii Freestyle. Na potrzeby konkursu zmieniono urządzenie do sterowania robotem na aparaturę modelarską RC. Ponadto został dodany przycisk bezpieczeństwa odcinający zasilanie i bezpieczniki. Robot został wyposażony w obrotową kamerę komunikującą się przez WiFi ze smartfonem. Za elektrykę i komunikację RC odpowiedzialny był Mateusz Kalus, a za kamerę  internetową – Paweł Mync.

 

MTR 1.2

W robocie został zastosowany układ sterowania wyższego Raspberry Pi 3 z ROS (Robot Operating System). Za sterowanie niższego rzędu odpowiedzialne było dalej Arduino. Układ został wyposażony w ruter WiFi umożliwiający bezpośrednią komunikację zdalną z jednostką sterującą robotem. Na pojeździe umieszczono maszt z czujnikiem ruchu Kinect. Umożliwiał on zarówno przesyłanie obrazu jak podążanie robota za wskazanym obiektem (np. zielona piłka). Za sterowanie niższego rzędu odpowiedzialny był Wiktor Brożyński, za implementację Raspberry i Kinecta – Maciej Banach.

 

Stworzenie robota zdalnie sterowanego było pierwszym z zaplanowanych etapów projektu. Kolejnym etapem jest rozbudowa jednostki sterującej o mikrokomputer Raspberry Pi 3. Zwiększy to moc obliczeniowa całego układu. Umożliwi fuzję danych z czujników oraz wyposażenie systemu wizyjnego w dodatkowe kamery. Kamery będą umieszczone na ruchomych platformach obrotowych, co polepszy obserwacje otoczenia. Następnym krokiem była rozbudowa aplikacji poprzez dodanie oprzyrządowania umożliwiającego odczyt informacji o stanie robota. Mogą to być dane o jego aktualnej pozycji z GPS albo parametrach takich jak np.: prędkość, przechylenie całego robota; uzyskane z akcelerometru, żyroskopu, enkoderów. W planach jest również wyposażenie robota w kamerę pozwalającą na obserwacje środowiska przy braku światła.

MTR 2.0

Druga generacja robota zaprojektowana i w większości wykonana przez Adama Najewskiego w ramach pracy magisterskiej. Robot został zbudowany na nowo, korzystając z części z poprzedniej wersji. Rama platformy została wydłużona, zmieniono geometrię ramy i zawieszenia. Robot dostał dwa mocniejsze silniki, po 450 W każdy. Zostały wykonane nowe gąsienice robota uniemożliwiające zsunięcie się z kół. Zmienione zostały części układu napędowego. Dzięki zastosowaniu przekładni łańcuchowej możliwa jest zmiana przełożenia przekładni poprzez wymianę kół zębatych. Akumulatory żelowe zastąpiono akumulatorem Li-Pol 26 Ah. Komputer główny w dalszym ciągu stanowi Raspberry Pi 3 z ROS (Robot Operating System). Sterowanie robotem odbywa się przy pomocy bezprzewodowego pada Xbox One S.

Dane techniczne:

  • Wymiary: 820x520x255 mm (bez kamery)
  • Prześwit: 90 mm
  • Masa: 30kg
  • Prędkość max: na najniższym biegu: 8 km/h
  • Nośność: 90kg
  • Zasilanie: 24V
  • Silniki: 2x silniki DC 450W
  • Zawieszenie: niezależne.