Tomáš Kot 


Mobilní robot Hardy – detaily projektu

← Zpět na přehled referencí.

Základní informace o robotu

Financování, původ

Robot Hardy

Mobilní robot byl vytvořen ve Strojírnách Třinec a.s., na práci se dále podílela firma FITE a.s. a Katedra robototechniky.

Robot byl financován z projektu MPO TANDEM FT-TA5/071 nazvaného Výzkum a vývoj modulární struktury servisních zásahových a záchranářských robotů. Příjemce podpory: Strojírny Třinec a.s., spolupříjemce: VŠB-TU Ostrava, prof. Ing. Jiří Skařupa, CSc.

Fotografie

Více snímků je k dispozici v galerii webu Katedry robototechniky - Album robot Hardy.

Technické parametry

Podvozek pásový, zatáčení smykem
Motory dieselový motor s hydr. agregátem a el. generátorem, pojezd: 2 rotační hydraulické motory, rameno: 2 rotační hydraulické motory a 3 DC motory TGDrives, funkce efektoru: 3 Maxon DC motory, čelisti chapadla: 3 hydraulické válce
Senzory inkrementální snímače polohy v pohonech ramene
Kamery stereovizní kamerová hlava na rameni, 2 přehledové kamery na podvozku, couvací kamera na podvozku
Řídicí systém dálkové bezdrátové řízení všech funkcí z počítače
Přenos signálu pojezd: Radiocrafts RC1280HP (868 MHz), obrazy z kamer: Wi-Fi (TCP), řízení všech funkcí a signály senzorů: Wi-Fi (UDP)
Rozměry podvozek: 3100 x 2060 x 2910; délky článků ramene: 1250 mm, 950 mm, 973 mm (dosah 2200 mm)
Hmotnost 4 500 kg
Nosnost 300 kg v chapadle
Hasící médium voda, průtok 400 l/min, tlak 0,6 MPa (max. 1,2 MPa)
Rychlost jízdy max. 10,6 km/h

Popis robotu

Robot Hardy - srovnání velikosti s člověkem

Tento víceúčelový servisní, zásahový a záchranářský robot se skládá ze tří hlavních částí: robustního podvozku zajišťujícího dokonalou stabilitu, manipulačního ramene s vysokou únosností a víceúčelového efektoru se třemi stavitelnými chapadly a integrovanou hasicí proudnicí.

Pásový podvozek má původ v mininakladači Bobcat, převzat byl i původní dieselový motor a hydraulický agregát, který byl rozšířen o další hydraulické pohony ramene a efektoru. K původnímu spalovacímu motoru byl rovněž připojen elektrický alternátor pro výrobu energie pro řídicí elektroniku a pro 400voltové stejnosměrné motory ramene. Podvozek byl konstrukčně upraven pro uchycení manipulační nadstavby a ostatních systémů a byl rozšířen o další krytování, nárazník (nebo radlici) v přední části a prostory pro umístění prvků řídicího systému.

Manipulačí nadstavba má 5 stupňů volnosti, první 2 klouby mají rotační hydraulické pohony a další 3 klouby mají stejnosměrné elektromotory TGDrives. Nosnost manipulační nadstavby odpovídá hmotnosti největších vyráběných tlakových lahví a činí 300 kg. Chapadlo se třemi prsty poháněnými hydraulickými válci je možno automaticky přestavovat do dvou poloh - 3 prsty po 120° nebo 2 prsty proti 1. Pro účely přestavení je efektor vybaven motory Maxon.

Robot Hardy - hašení širokým proudem

Vnitřními dutinami ramene je až do efektoru přivedena tlaková voda, která slouží jak k ochlazování vlastního ramene v případě operace robotu ve vysokých teplotách, tak k hašení pomocí trysky umístěné ve středu efektoru (mezi prsty chapadla). Tryska navíc umožňuje regulovat šířku kužele proudící vody - pro tento účel je efektor vybaven dalším motorem Maxon. Pro ochlazování robotu v blízkosti požáru je podvozek vybaven tryskami pro vytváření vodní mlhy kolem robotu.

Řídicí systém se skládá ze systému umístěného přímo na robotu a ze systému operátorského stanoviště. Operátor má k dispozici kufřík s počítačem a operátorskou aplikací, pomocí které řídí bezdrátově všechny funkce robotu a má vizuální zpětnou vazbu o jeho stavu. Tato zpětná vazba zahrnuje jak obrazy z kamer (včetně stereovize s 3D viděním pomocí speciálních brýlí) tak data ze senzorů a interaktivní 3D vizualizaci aktuální skutečné polohy ramene a efektoru. Aplikace operátorského stanoviště je plně grafická, s důrazem kladeným na obraz kamer a pohodlné a přehledné ovládání s využitím bezdrátového pákového ovladače a dotykové obrazovky.

Řídicí systém robotu obsahuje především odolný průmyslový počítač, na kterém běží aplikace provádějící všechny úkony řízení na základě vstupů od operátora (obousměrná komunikace s počítačem operátora probíhá pomocí wi-fi). Páteří systému je sběrnice SynqNet, na kterou je připojena trojice měničů řídicích DC motory ramene a modul Slice I/O pro zajištění analogových a digitálních vstupů a výstupů pro řízení všech pomocných funkcí robotu, komunikaci se senzory a v neposlední řadě řízení proporcionálních ventilů hydraulických motorů ramene a efektoru. Dále systém obsahuje sběrnici CANOpen pro připojení řídicích jednotek EPOS stejnosměrných motorů Maxon v efektoru.

Řízení pojezdu využívá nezávislý bezdrátový komunikační kanál s výrazně vyšším dosahem a prostupností signálu než Wi-Fi. Pro pojezd byla vyvinuta speciální elektronika, která simuluje pohyby ovládací páky původního podvozku Bobcat a rovněž nahrazuje startovací klíček a další tlačítka ovládaná původně z kokpitu Bobcatu.

Můj podíl na projektu