РОБОС

ROB-52743

Темой проекта стало создание робота для соревнований RoboCupRescue Maze, позволяющих учащимся прикоснуться к задачам экстремальной робототехники. На основе опыта участия в данных соревнованиях и предпроектного исследования была разработана и реализована концепция робота, основанная на собственной материнской плате с двумя микроконтроллерами для распределения между ними задач и компактной конструкции робота с быстросъёмным механизмом крепления аккумулятора и нестандартным устройством выдачи спасательных наборов.

По регламенту лиги RoboCup Rescue Maze требуется сделать робота для прохождения лабиринта, который имитирует разрушенное здание или иную конструкцию, внутри которой необходимо найти пострадавших и выдать им спасательные наборы. На основе анализа аналогов и обобщения опыта, полученного при создании прототипов была разработана концепция робота, состоящая из двух частей: электронной части - Собственная материнская плата с двумя микроконтроллерами для распределения между ними задач: низкоуровневой - управление ходовой частью и высокоуровневой – исполнения алгоритмов перемещения, нахождения кратчайшего пути и поиска пострадавших. И конструктивной - компактная конструкция робота с быстросъёмным механизмом крепления аккумулятора и особое устройство выдачи спасательных наборов с механизмом загрузки как у канцелярского степлера.

Для робота была разработана собственная материнская плата, позволяющая скомплектовать всю основную электронику на одной плате, убрав не используемые компоненты готовых модулей, тем самым уменьшив место, занятое электронной частью. 

Первый этап проектирования платы – создание структурной схемы Э1 (по ГОСТ 2.701-2008), которая позволила определить подключение периферии и протоколы общения. Плата получила сразу два микроконтроллера Atmega2560, необходимых распределения между ними задач. Через разъёмы на плате к первому контроллеру подключаются вся периферия, а именно: камеры OpenMV, шесть лазерных дальномеров VL53L0X, гироскоп, дисплей, концевые выключатели и отладочные кнопки. Ко второму подключены интегральные микросхемы управления двигателями, расположенные на плате, к которым через разъёмы CWF подключены моторы. Для питания на плате расположены четыре стабилизатора, разделяющие разные цепи питания.

Второй этап – разработка принципиальной схемы Э3, в которую входят все компоненты, расположенные на плате, необходимые для её работы.

Третий этап – экспортирование контура платы из 3D модели конструкции, компоновка всех компонентов и дальнейшая её трассировка.

Четвёртый, завершающий этап – заказ плат на производстве и монтаж компонентов на плату.

На основании созданной в САПР 3D-модели была изготовлена конструкция робота, которая состоит из:

Рама робота, изготовленная из трехмиллиметрового алюминия для обеспечения жесткости крепления всех деталей и элементов.

Четыре мотора, закреплённые на металлических уголках и колёса, закрепленные на осях моторов.

Система выдачи, с механизмом загрузки спасательных наборов напоминающим работу канцелярского степлера и пружиной в роли толкающего механизма.

Механизм крепления аккумулятора на защёлках, позволяющий в любой момент быстро заменить аккумуляторную сборку на полностью заряженную и без задержек запустить робота.