Разработка концепции мобильного робота

Хочу поделиться детялями процесса разработки мобильного робота. В мае этого года наши инженер-конструктор и продуктовый дизайнер завершили первую версию дизайна робота Robonine ^[2] V1. Я хочу пошагово показать, с чего мы начали и к какому варианту пришли на текущий момент. В статье будут представлены часть деталей без изменений, в том виде, в котором они были отправлены специалисту. Не все изначальные требования будут реализованы, а где-то концепция в процессе проектирования претерпит изменения. В статье я буду давать комментарии по ключевым моментам.

Требования к дизайну будущего робота

• Необходимо создать 3D-концепцию дизайна с учетом технических характеристик конструкции, предоставленных инженером.

• Модель так же должна быть представлена в среде — внутри помещения, управляемая человеком с использованием VR-очков Oculus Quest 3.

• Необходимо предоставить исходные файлы.

Ключевые параметры мобильго робота

• Цвет: матовый черный. Возможны альтернативные цветовые схемы: белый, желтый.

• Размеры рамы: 350–400 мм × (1300–1400 мм, включая высоту колес).

• Формат работы аналогичен Segway.

• Вид верхней П-образной рамы спереди и сзади должен быть идентичным.

• На верхней раме должны быть установлены камера глубины и лидар.

• Светодиодные ленты должны быть установлены на боковых рамах.

• Камеры глубины (аналогичные Intel RealSense D405) должны быть установлены на манипуляторах.

Механизм балансировки

• Хвост будет постоянно находиться в опущенном положении и иметь прямую форму, напоминающую букву П, с роликом на каждом конце. Ролики без электро привода.

Задние Колеса

• Поворотные колеса, как на изображении: 3-дюймовые поворотные малые промыщленные колеса.

Манипуляторы

• Манипуляторы выдвигаются на полную высоту стойки.

• Высота: 1300 мм.

• Длина: 650 мм.

• Аппендикс на втором суставе (там находится редуктор с сервоприводом) должен быть скрыт. Инженер определит, удалить его или сместить внутрь конструкции.

Дизайн захвата

Положение стоек манипуляторов

• Стойки должны быть повернуты под углом 45 градусов для обеспечения максимального охвата.

• Этот угол обеспечивает максимально возможное рабочее пространство для манипуляторов.

Верхние датчики

• Камера глубины должна поворачиваться вперед и назад.

• Изначально планировалось использовать 3D-лидары, поэтому один был размещен сверху.

Основные мотор-колеса

Колеса 8,5 дюйма для электросамокатов

Первая версия основной рамы робота

В этой версии

• Мы решили использовать тяжелую заднюю часть вместо адаптивного хвоста. Изначально рассматривался резервуар с водой (~20 кг) для компенсации опрокидывающего момента вперед при полностью вытянутых манипуляторах.

• Дизайнер использовал оранжевый цвет, чтобы робот был заметен издалека.

Вторая версия основной рамы робота

Обновления

• Перешли на черный цвет, так как прочные инженерные пластики обычно черные.

• Плоская поверхность сзади для размещения дополнитлельного оборудования.

• Вместо резервуара с водой теперь используются тяжелые батареи для компенсации опрокидывающего момента вперед.

• Добавлены передние фонари на мобильной базе.

• Лидар и камера глубины добавлены в верхней части рамы.

Последняя версия концепции дизайна (не окончательная)

Окончательный дизайн будет отличаться от текущей версии

• Добавлены два манипулятора.

• Добавлен задний фонарь на шасси.

• Кнопку аварийной остановки для предотвращения экстремального поведения (как на видео ниже).

• Вместо 3D лидара установлены 2 x 2D лидара на верхней части рамы и шасси.

Примечания

Окончательный дизайн будет отличаться от текущей версии

• В настоящее время мы работаем над компенсацией люфта серво двигателей в манипуляторах с использованием конструкции с двумя сервоприводами. Окончательный дизайн манипуляторов будет отличаться.

• В качестве датчиков скорее всего, будет использоваться комбинация 2D/1D-лидаров и ультразвуковых датчиков расстояния.

• Первая версия робота V0  ^[3]будет выпущена в стационарном варианте.