ROBOWORKS N10 Programabilni mobilni roboti korisnički priručnik

N10 Programabilni mobilni roboti

Loading PDF…

−+Fit width100%View FullscreenDownload PDFPrint PDF

×

Loading PDF…

ROBOWORKS
Rosbot korisnički priručnik
Pripremili: Wayne Liu, Zijie Li, Reilly Smithers & Tara Hercz 30. oktobar 2024. Verzija #: 20241030
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

ROBOWORKS
SADRŽAJ
1. Ključne komponente 2. Specifikacije proizvoda 3. Uvod u ROS kontrolere 4. Sistem senzora: LiDAR i dubinska kamera 5. STM32 ploča (kontrola motora, upravljanje napajanjem i IMU) 6. Sistem upravljanja i vožnje 7. Upravljanje napajanjem 8. Tele- rad 9. Brzi početak ROS 2 10. Unaprijed instalirani ROS 2 Humble paketi
Sažetak Rosbot je dizajniran za ROS (Robot Operating System) programere, edukatore i studente. Srce Rosbota je potpuno programabilni softverski okvir i konfigurabilna hardverska arhitektura zasnovana na najpopularnijoj robotskoj platformi – ROS. Rosbot dolazi sa četiri modela: Rosbot 2 – Pogodan za početnike u ROS-u i niskobudžetne projekte. Rosbot Pro – Pogodno za ROS programere i edukatore kojima je potreban svestran sistem za brzu izradu prototipa ili podučavanje. Rosbot Plus – Ovo je 4WD verzija Rosbota sa nezavisnim sistemima ovjesa. Ova kategorija je dovoljno ozbiljna da se uzme u obzir za industrijski i komercijalni razvoj. Rosbot Plus HD – Ovo je Heavy Duty verzija Rosbot Plus-a čija je maksimalna nosivost do 45 kg. Rosbot dolazi sa popularnim ROS kontrolerima kao što su: · Jetson Orin Nano · Jetson Orin NX
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

ROBOWORKS

1. Ključna komponenta

Varia% na Rosbotu 2

Slika

Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

Rosbot Pro Rosbot Plus

2. Specifikacije proizvoda Matrica proizvoda

Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

Naziv proizvoda Omjer redukcije motora Maksimalna brzina Težina Maksimalna veličina nosivosti Minimalni radijus okretanja Vijek trajanja baterije
Napajanje

Rosbot 2 1:27

Rosbot Pro 1:18

Rosbot Plus 1:18

Rosbot Plus HD 1:47

1.3m/s 9.26 kg 16 kg 445*360*206mm 0.77m

1.65m/s

2.33m/s

0.89m/s

19.54kg

35.16kg

35.18kg

20kg

22kg

45kg

774*570*227mm 766*671*319mm 766*671*319mm

1.02m

1.29m

1.29m

Oko 9.5 sati (bez opterećenja),
Oko 8.5 sati (20% nosivosti)

Oko 4.5 sata (bez opterećenja), oko 3 sata (20% nosivost)

24v 6100 mAh LFP baterija + 3A strujni pametni punjač

Encoder na točkovima upravljača

S20F 20kg digitalni servo moment

DS5160 digitalni servo 60kg obrtnog momenta

Gumeni točkovi prečnika 125 mm

Gumeni točkovi prečnika 180 mm

254 mm gumeni točkovi na naduvavanje

500 linija AB fazni enkoder visoke preciznosti

Suspension System Koaksijalni klatni Suspension System 4W nezavisni sistem ovjesa

Kontrolni interfejs

iOS & Android aplikacija putem Bluetooth ili Wifi, PS2, CAN, serijskog porta, USB-a

3. Uvođenje ROS kontrolera
Postoje 2 tipa ROS kontrolera koji su dostupni za upotrebu sa Rosbotom baziranim na Nvidia Jetson platformi. Jetson Orin Nano je više prikladan za istraživanje i obrazovanje. Jetson Orin NX je idealan za izradu prototipa proizvoda i komercijalne aplikacije. Sljedeća tabela ilustruje glavne tehničke razlike između različitih kontrolera dostupnih od Roboworksa. Obje ploče omogućavaju računanje visokog nivoa i prilagođene su naprednim robotskim aplikacijama kao što su kompjuterski vid, duboko učenje i planiranje pokreta.

Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

4. Sistem senzora: LiDAR i dubinska kamera Leishen LSLiDAR je instaliran na svim Rosbot varijantama sa bilo kojim modelom N10 ili M10. Ovi LiDAR-i nude opseg skeniranja od 360 stepeni i percepciju okoline i imaju kompaktan i lagan dizajn. Imaju visok omjer signalnog šuma i odlične performanse detekcije na objektima visoke/niske refleksije i dobro rade u uvjetima jakog svjetla. Imaju domet detekcije od 30 metara i frekvenciju skeniranja od 12Hz. Ovaj LiDAR se neprimjetno integrira u Rosbots, osiguravajući da se sve upotrebe mapiranja i navigacije mogu lako postići u vašem projektu. Tabela u nastavku rezimira tehničke specifikacije LSLiDAR-a:
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

Dodatno, svi Rosboti su opremljeni Orbbec Astra dubinskom kamerom, koja je RGBD kamera. Ova kamera je optimizovana za razne upotrebe uključujući kontrolu pokreta, praćenje skeleta, 3D skeniranje i razvoj oblaka tačaka. Sljedeća tabela rezimira tehničke karakteristike dubinske kamere.
5. STM32 ploča (kontrola motora, upravljanje napajanjem i IMU) STM32F103RC ploča je mikrokontroler koji se koristi u svim Rosbotima. Ima ARM Cortex-M3 32-bitno RISC jezgro visokih performansi koje radi na frekvenciji od 72MHz zajedno sa ugrađenim memorijama velike brzine. Radi u temperaturnom rasponu od -40°C do +105°C, što odgovara svim robotskim aplikacijama u klimi širom svijeta. Postoje načini za uštedu energije koji omogućavaju dizajniranje aplikacija male snage. Neke od aplikacija ovog mikrokontrolera uključuju: motorne pogone, kontrolu aplikacija, robotsku aplikaciju, medicinsku i ručnu opremu, periferne uređaje za PC i igre, GPS platforme, industrijske aplikacije, alarmni sistem, video interfon i skenere.
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

STM32F103RC Core
Sat memorije, resetovanje i upravljanje snabdevanjem
Power DMA Debug Mode I/O portovi
Tajmeri
Komunikacijski interfejs

Karakteristike
ARM32-bitni Cortex M3 CPU
Maksimalna brzina 72 MHz
512 KB Flash memorije
64 kB SRAM-a
2.0 do 3.6 V aplikacijsko napajanje i I/O
Sleep, Stop i Standby modovi
V napajanje za RTC i rezervne registre
BAT
12-kanalni DMA kontroler
SWD i JTAG interfejsi
Cortex-M3 ugrađena makroćelija za praćenje
51 I/O port (mapira se na 16 eksternih vektora prekida i tolerantno od 5V)
4×16-bitni tajmeri
2 x 16-bitna PWM tajmera za kontrolu motora (u slučaju nužde
stani)
2 x watchdog tajmera (nezavisni i prozorski)

SysTick tajmer (24-bitni downcounter)
2 x 16-bitna osnovna tajmera za upravljanje DAC-om
USB 2.0 interfejs pune brzine
SDIO interfejs

CAN sučelje (2.0B aktivno)

Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

6. Sistem upravljanja i vožnje Sistem upravljanja i vožnje je integrisan sa dizajnom i konstrukcijom Rosbota. Ovisno o kupljenom modelu, to će biti pogon na 2 kotača ili na 4 kotača, pri čemu su obje opcije pogodne za različite svrhe istraživanja i razvoja. Točkovi na svim Rosbotima su od čvrste gume sa gumama za zaštitu od snega. Postoji koaksijalni sistem ovjesa s klatnom, a vrhunski Rosbots opremljeni su amortizerima sa nezavisnim sistemima ovjesa, koji osiguravaju da je u stanju uspješno navigirati teškim terenima. Tehničke specifikacije upravljanja i vožnje:
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

Dijagram dizajna šasije Rosbot: Rosbot 2
Rosbot Pro
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

Rosbot Plus
7. Power Mag za upravljanje napajanjem – Magnetna LFP baterija: Svi Rosboti dolaze sa Power Mag od 6000 mAh, magnetnom LFP (litijum gvožđe fosfatom) baterijom i punjačem za napajanje. Kupci mogu nadograditi bateriju na 20000 mAh uz dodatnu cijenu. LFP baterije su tip litijum-jonske baterije poznate po svojoj stabilnosti, sigurnosti i dugom vijeku trajanja. Za razliku od tradicionalnih litijum-jonskih baterija, koje koriste kobalt ili nikl, LFP baterije se oslanjaju na željezni fosfat, nudeći održiviju i manje toksičnu alternativu. Visoko su otporni na termičko djelovanje, smanjujući rizik od pregrijavanja i požara. Iako imaju manju gustinu energije u poređenju sa drugim litijum-jonskim baterijama, LFP baterije se odlikuju izdržljivošću,
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

duži vek trajanja, brže punjenje i bolje performanse na ekstremnim temperaturama, što ih čini idealnim za električna vozila (EV) i sisteme za skladištenje energije. Power Mag se može pričvrstiti na bilo koju metalnu površinu robota zahvaljujući dizajnu magnetne baze. To čini zamenu baterija brzom i jednostavnom.
Tehničke specifikacije:

Model baterije
Core Material Cutoff Voltage
Full Voltage Struja punjenja
Ispuštanje materijala iz školjke
Performanse

6000 mAh 22.4 V 6000 mAh litijum gvožđe fosfat
16.5 V 25.55 V
3A Metal 15A Kontinuirano pražnjenje

20000 mAh 22.4 V 20000 mAh litijum gvožđe fosfat
16.5 V 25.55 V
3A Metal 20A Kontinuirano pražnjenje

DC4017MM ženski konektor

DC4017MM ženski konektor

Utikač

(punjenje) XT60U-F ženski

(punjenje) XT60U-F ženski

konektor (pražnjenje)

konektor (pražnjenje)

Veličina Težina

177*146*42mm 1.72kg

208*154*97mm 4.1kg

Zaštita baterije: Kratki spoj, prekomjerna struja, prekomjerno punjenje, zaštita od prekomjernog pražnjenja, podrška pri punjenju tokom korištenja, ugrađeni sigurnosni ventil, ploča za usporavanje plamena.

Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

Super Charge: Super Charge je stanica za automatsko punjenje u paketu s modelima Rosbot 2S, Rosbot Pro S, Rosbot Plus S i može se kupiti zasebno za rad sa Rosbot 2, Rosbot Pro i Rosbot Plus. 8. Tele-operacija Postoje 4 načina za daljinsko upravljanje robotom: 8.1 Kontrolirano preko PS2 kontrolera:
8.1.1. Povežite PS2 kontroler na PCB ploču 8.1.2. Sačekajte dok indikator ne postane crven na kontroleru, a zatim pritisnite dugme Start. 8.1.3. Na ekranu štampane ploče gurnite lijevi džojstik naprijed i promijenite ga iz ros u ps2 način upravljanja. Sljedeća fotografija prikazuje dva različita načina upravljanja: ROS ili PS2:
8.2 Kontrolisano ros2 čvorom i tastaturom 8.2.1. Promijenite način upravljanja u ros 8.2.2. Provjerite je li pokretanje robota pokrenuto (pogledajte odjeljak 9)
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

8.2.3. Pokrenite ovu naredbu: python3 ros2/src/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_keyboard.py 4. Alternativno, možete pokrenuti ovu naredbu:
ros2 pokrenite wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard
8.3 Kontrolirano ros2 čvorom i USB A kontrolerom 8.3.1. Povezivanje USB A kontrolera 8.3.2. Promijenite način upravljanja u ros 8.3.3. Provjerite radi li pokretanje robota (pogledajte odjeljak 9) 8.3.4. Pokrenite ovu naredbu:
ros2 pokretanje wheeltec_joy wheeltec_joy.launch.py
8.4 Kontrolirano preko mobilne aplikacije putem Wifi ili Bluetooth veze Posjetite Roboworks App Station webstranice i idite na odjeljak Mobilne aplikacije za daljinsko upravljanje da preuzmete mobilnu aplikaciju za svoj mobilni telefon: https://www.roboworks.net/apps
9. Brzi početak ROS 2 Kada se robot prvi put uključi, njime upravlja ROS prema zadanim postavkama. Što znači, ploča kontrolera šasije STM32 prihvata komande od ROS 2 kontrolera kao što je Jetson Orin.
Početno podešavanje je brzo i jednostavno, sa vašeg glavnog računara (preporučuje se Ubuntu Linux) povežite se na Wi-Fi pristupnu tačku robota. Lozinka je po defaultu “dongguan”.
Zatim se povežite na robota koristeći SSH preko Linux terminala, IP adresa je 192.168.0.100, zadana lozinka je dongguan. ~$ ssh wheeltec@192.168.0.100 Sa terminalskim pristupom robotu, možete se kretati do foldera ROS 2 radnog prostora, pod “wheeltec_ROS 2” Prije pokretanja testnih programa, idite na wheeltec_ROS 2/turn_on_wheeltec_robot/ i locirajte wheeltesh. skripta se mora pokrenuti, obično samo jednom osigurati ispravnu konfiguraciju perifernih uređaja. Sada ste u mogućnosti da testirate funkcionalnost robota, da pokrenete funkcionalnost ROS 2 kontrolera, pokrenite:
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

“roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch” ~$ ros2 lansiranje turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch U drugom terminalu, možete koristiti keyboard_teleop čvor da potvrdite verziju popularne kontrole šasije R ex OS-a R.ample. Tip (više tele-op kontrola je dostupno u odjeljku 8): “ros2 run wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard”
10. Unaprijed instalirani ROS 2 Humble paketi Ispod su sljedeći korisnički orijentirani paketi, dok drugi paketi mogu biti prisutni, ovo su samo ovisnosti. turn_on_wheeltec_robot
Ovaj paket je ključan za omogućavanje funkcionalnosti robota i komunikacije sa kontrolerom šasije. Primarna skripta “turn_on_wheeltec_robot.launch” mora se koristiti pri svakom pokretanju za konfiguraciju ROS 2 i kontrolera. wheeltec_rviz2 Sadrži pokretanje files da pokrenete rviz sa prilagođenom konfiguracijom za Pickerbot Pro.
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.

wheeltec_robot_slam SLAM paket za mapiranje i lokalizaciju sa prilagođenom konfiguracijom za Pickerbot Pro.
wheeltec_robot_rrt2 Algoritam za brzo istraživanje nasumičnih stabala – Ovaj paket omogućava Pickerbot Pro-u da planira putanju do željene lokacije, pokretanjem istraživačkih čvorova.
wheeltec_robot_keyboard Pogodan paket za validaciju funkcionalnosti robota i upravljanje pomoću tastature, uključujući i sa udaljenog glavnog računara.
wheeltec_robot_nav2 ROS 2 Navigation 2 paket čvora.
wheeltec_lidar_ros2 ROS 2 Lidar paket za konfigurisanje Leishen M10/N10.
wheeltec_joy Kontrolni paket džojstika, sadrži pokretanje files za čvorove džojstika.
simple_follower_ros2 Osnovni algoritmi za praćenje objekata i linija koristeći lasersko skeniranje ili dubinsku kameru.
ros2_astra_camera Paket Astra dubinske kamere sa drajverima i lansiranjem files.
Copyright © 2024 Roboworks. Sva prava zadržana.