Робояхта основные елементы конструкции

Для простоты експеримента для буера использовались стандартные пластиковые лыжы, которые через пенополистирольный брусок крепились к дюралевой поперечной балке.

Пенополистирольный брусок играет роль амортизатора, сглаживающего неровности дороги, и позволяет лыже поворачиваться в горизонтальной плоскости на малые углы при наезде на препятствие.

На рисунке ниже, хорошо виден прогиб поперечной балки вследствии чего она и была заменена на другую балку коробчатго профиля и большей жесткости.

Первоначально, для рулевого управления предпологалось использовать два тяговых сервомотора (автомобильные привода центрального замка), но експерименты и расчеты показали как малые углы поворота передней лыжи, малую мощностьприводы так и не возможность точной установки угла поворота.

Наиболее оптимальной оказалась установка електродвигателя с планетарным редуктором прямо на оси передней лыжи. Это дало лыжи как поворотливость так и большой момент на валу (зато пояилась нерешенная пока проблема среза шпильки вала при наезде на препятствие)

Ниже вид на переднюю часть корпуса с размещенным бортовым копьютером и блоком питания (размещен позади компьютера непосредствено перед вентилятором обдува.)

О електрической и електронной начинке агрегата напишу в следующих публикациях.

Робояхта. Корпус и основные комоненты

Итак в качестве основы корпуса использовалась пластиковая труба внутренним диаметром 120 мм.

Внутри трубы был установлен вентилятор для обеспечения циркуляции воздуха внутри корпуса и обдува таких горячих компонентов как блок питания и процессор.
Передняя часть корпуса была срезана для формирования заостренной формы носовой части, в которой будет находится одноплатный промышленный компьютер на базе чипсета ALI100 и CPU AMD K6-500.

В средней части корпуса был установлен привод вращения мачты (или центрального лонжерона ) крыла. Ввиду больший сисловых нагрузок был выбран червячный редуктор с приводм от двигателя постоянного тока и питанием 24 В.


В качестве источника питания был выбран на редкость стандартный UPS на 600VA который (как показали дальнейшие испытания) давал достаточно энергиии для часа автономной работы всех компонентов робота.

Робояхта начало. Концепция

Итак после разных и порой неудачных експериментов с ездящими роботами (хотя откровенно говоря до автономности им ох как было далеко) закортело создать по настоящему автономного робота.

Автономность в данном случае должна быть максимально полной:

1. автономность по движению
2. автономность по питанию
3. автономность по системам управления (проще говоря cpu on board)

Ввиду отсутствия наличия достаточно емких акуммуляторов позволяющих обеспечить серьезную автономность , да и в угоду модной нынче тенденции на енергосберигающие технологии было решено применить их в робототехнике.

А именно - движетелем робота будет ветер. Аккумулятор будет снабжать питанием лиш сервоприводы управления и бортовой компьютер.

В качестве прототипа робота был выбран тримаран с парусом-крылом.

На первом этапе было решено не тратить время и нервы на обеспечение герметичности и выбрать в качестве первого приближения несколько другое устройство - буер.

Итак первые наброски компоновки дали вот такого красавца:

Вариант 3 - радиоуправляемый бот оснащенный видеокамерой

Для обеспечения автономности данных прототипов необходимо написания программы обработки изображения и автоориентирования.

А для этого необходим тестовый робот с большой степенью свободы и возможностью передавать изображения с настраиваемой камеры. USB камеру использовать нельзя по причине ограничений на длину шнура.
Cоответственно было принято решения использовать цветную PAL камеру и плату захвата видеоизображения установленную в host-компьютере. Был выбран комплект для проведения видеоконференций состоящий из PAL камеры и платы видеовхода на BT848. Для обеспечения модульности архитектуры камера была доработана и стандартный шнур был заменен на интегрированную в корпус камеры розетку RJ-45.

От камеры к плате захвата видео идут 4 линии: 2 питания и 2 видеосигнала.В качестве пробного кабеля был выбран телефонный 4-х жильный кабель длиной 10 метров. Хоть он и давал некоторое ухудшение получаемой картинки но и обеспечивал большую свободу перемещений для машинки- робота.
Машинка была доработана с целью установки на неё стандартного фото-штатива для крепления камеры. Данный штатив обеспечивает возможность регулировки углов установки камеры на автомобиле. В результате мы получили следующую конструкцию.


Испытания прошли довольно успешно и дали достаточно много наработок касательно углов установки камеры, освещенности, необходимости дополнительных датчиков.

Программное обеспечение было доработано с целью осуществления захвата видео и вывода на экран стрелок указателей направления движения робота.
Было принято решения об организации поддержки джойстика в управляющем ПО. На данный момент завершается разработка данного обновленного ПО.
Начата разработка системы автоориентации и распознавания реперных предметов для достижения полной автономности системы. Модель версии 3 как раз и служит тестовым полигоном разработки.
Было разработано новое ПО поддерживающее джойстик и клавиатуру.

Вариант 2 - радиопередатчик на LPT порту

Весь материал ниже написан в году этак 2004 и выложен тут просто как предистория

В данном варианте робота я решил интегрировать радиопередатчик управления непосредственно на сам разъем LPT порта аналогично Хасп-ключу. За основу снова была взята классическая китайская noname радиоуправляема игрушка. Радиопередатчик ее пульта управления работал на той же частоте что и передатчик предыдущей модели и был совместим с ним по командам. Это давало возможность управлять сразу обеими моделями. Пульт управления был разобран и из него был аккуратно извлечен передатчик.

Затем был подобран минимально возможный корпус для установки устр-ва на LPT-порт.В него был вмонтирован передатчик с передеанными цепями управления и питания.

Штатный источник питания (9- вольтовая батарея) должен будет заменен на непосредственное питание от блока питания компьютера. Для этого был изготовлен специальный шнур питания со стандартным Molex-разъемом блока питания компьютера.Из корпуса данный шнур выходил через специально модернизированную заглушку слотов расширения.

В корпус был установлен разъем LPT порта, тумблер питания и контрольный светодиод.Таким образом данный передатчик может быть активирован тумблером в любое время работы компьютера

Микросхема контроля со всей необходимой обвязкой была смонтирована на плате и подключена к разъему порта и ко командным входам радиопередатчика

Осталось смонтировать антенну - и радиопередатчик готов

Испытания показали его простоту установки на любой корпус, компактность и удобство использования с обеими моделями машин

На данном этапе доработка программного обеспечения не проводилась, так как оно полностью совместимо с обоими типами радиопередатчиков.
Дальнейшим развитием этого варианта стала установка и монтаж на автомобиле видеокамеры.

Вариант 1 - интегрированный пульт управления

Весь материал ниже написан в году этак 2004 и выложен тут просто как предистория

Вариант 1 - интегрированный пульт управления

В этом варианте за основу была взята детская радиоуправляемая машинка китайского Noname производства. Переделке подвергся лишь пульт дистанционного управления данной игрушкой. В него необходимо было встроить микросхему контроля порта и соединить ее с контрольными цепями управления пульта. Для обеспечения модульности архитектуры было принято решения в пульт интегрировать розетку RJ-45 для сопряжения с компьютером. Таким образом я избежал волочащегося пультом шнура. Необходимый шнур LPT- RJ-45 подключался к пульту только по мере необходимости. Источником питания схемы служит штатная батарея пульта радиоуправления. В пустотах пульта вокруг данной батареи и разместили микросхему контроля и порт RJ-45. Соответственно для сопряжения с компьютером был изготовлен шнур LPT- RJ-45, который позволял делать "горячее" подключения пульта управления к компьютеру. Управляющая программа была адаптирована под клавиши курсора стандартной клавиатуры , которыми теперь стало возможно осуществлять управления автомобилем Испытания получившегося робота-гибрида прошли на ура. Машина отлично слушалась команд и каждый управляющей ею получил незабываемое довольствие. Испытания проводились как с использованием ноутбука так и со стационарного компьютера. Данные испытания только разожгли интерес к проекту и я решил сделать улучшенное продолжение данного робота. Результаты испытаний были засняты на камеру и представлены здесь

первые попытки Прототип

Весь материал ниже написан в году этак 2004 и выложен тут просто как предистория.

С начала была идея…

Как-то играя в очередном авиасимуляторе подумалось "Вот бы было здорово сидеть перед компом и с помощью джойстика управлять РЕАЛЬНОЙ моделью самолета… ну на худой конец машиной…" Машину взять не проблема , компьютер тоже есть - осталось объединить всё это. В качестве интерфейсного порта был выбран LPT порт как наиболее простой для разработки устройств сопряжения. Для управления внешними устройствами в данном случае необходимо лишь обеспечить нагрузочную развязку с портом использую простой транзисторный ключ. Прототип Паять группы транзисторов не совсем удобно да и габариты получаются не идеальные. Путем недолгих поисков был выбран формирователь Дарлингтона на микросхеме ULN 2803A. Данная микросхема имеет отличные нагрузочные характеристики позволяя пропускать довольно большой ток. Таким образом можно использовать ее без подключения дополнительных электромагнитных реле при работе с обычными схемам детских радиоуправляемых игрушек. А это в первую очередь позволяет интегрировать устройство практически в любой пульт управления Сначала для проверки концепции была собрана тестовая схема на макетнице где нагрузкой служили светодиоды и 12 вольтовые электромагнитные реле. Данная схема полностью оправдала все возложенные на нее ожидания. Она отлично управляла как электромагнитными реле, так и напрямую цепями питания электромоторов. Параллельно проводилось создания программы управления LPT портом в среде Windows. Особые трудности вызвало наше желания работать с портом под управлением Windows 2000 которая не позволяет программному обеспечению работать напрямую с устройствами. Путем некоторого поиска в Интернете была найдена библиотека IO.DLL позволяющая работать напрямую со всеми устройствами под Windows 2000/XP. На основе данной библиотеки и была создана программа управления.