Robot di động có thể lập trình N10
ROBOWORKS
Hướng dẫn sử dụng Rosbot
Biên soạn bởi: Wayne Liu, Zijie Li, Reilly Smithers & Tara Hercz Ngày 30 tháng 2024 năm 20241030 Phiên bản #: XNUMX
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
ROBOWORKS
MỤC LỤC
1. Các thành phần chính 2. Thông số kỹ thuật sản phẩm 3. Giới thiệu về bộ điều khiển ROS 4. Hệ thống cảm biến: LiDAR & Camera độ sâu 5. Bo mạch STM32 (Điều khiển động cơ, Quản lý năng lượng & IMU) 6. Hệ thống lái & lái xe 7. Quản lý năng lượng 8. Điều khiển từ xa 9. Khởi động nhanh ROS 2 10. Các gói ROS 2 Humble được cài đặt sẵn
Tóm tắt Rosbot được thiết kế cho nhà phát triển, nhà giáo dục và sinh viên ROS (Hệ điều hành Robot). Trái tim của Rosbot là khuôn khổ phần mềm có thể lập trình hoàn toàn và kiến trúc phần cứng có thể định cấu hình dựa trên nền tảng robot phổ biến nhất – ROS. Rosbot đi kèm với bốn mẫu: Rosbot 2 – Thích hợp cho người mới bắt đầu sử dụng ROS và các dự án ngân sách thấp. Rosbot Pro – Thích hợp cho nhà phát triển và nhà giáo dục ROS cần một hệ thống đa năng để tạo mẫu nhanh hoặc giảng dạy. Rosbot Plus – Đây là phiên bản 4WD của Rosbot với Hệ thống treo độc lập. Danh mục này đủ nghiêm túc để được xem xét cho phát triển công nghiệp và thương mại. Rosbot Plus HD – Đây là phiên bản hạng nặng của Rosbot Plus có tải trọng tối đa lên tới 45 kg. Rosbot đi kèm với các bộ điều khiển ROS phổ biến như: · Jetson Orin Nano · Jetson Orin NX
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
ROBOWORKS
1. Thành phần chính
Biến thể Rosbot 2
Hình ảnh
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Rosbot Pro Rosbot Plus
2. Ma trận sản phẩm thông số kỹ thuật sản phẩm
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Tên sản phẩm Tỷ lệ giảm tốc động cơ Tốc độ tối đa Trọng lượng Kích thước tải trọng tối đa Bán kính quay vòng tối thiểu Tuổi thọ pin
Nguồn điện
Rosbot 2 1:27
Rosbot chuyên nghiệp 1:18
Rosbot Thêm 1:18
Rosbot Plus HD 1:47
1.3m/s 9.26 kg 16 kg 445*360*206mm 0.77m
1.65m/giây
2.33m/giây
0.89m/giây
19.54kg
35.16kg
35.18kg
20kg
22kg
45kg
774*570*227mm 766*671*319mm 766*671*319mm
1.02 phút
1.29 phút
1.29 phút
Khoảng 9.5 giờ (không tải),
Khoảng 8.5 giờ (tải trọng 20%)
Khoảng 4.5 giờ (không tải), Khoảng 3 giờ (tải trọng 20%)
Pin LFP 24v 6100 mAh + bộ sạc thông minh dòng điện 3A
Bộ mã hóa bánh lái
Servo kỹ thuật số mô-men xoắn S20F 20kg
Servo kỹ thuật số mô-men xoắn 5160kg DS60
Bánh xe cao su đặc đường kính 125mm
Bánh xe cao su đặc đường kính 180mm
Bánh xe cao su bơm hơi 254 mm
Bộ mã hóa pha AB 500 dòng có độ chính xác cao
Hệ thống treo Hệ thống treo con lắc đồng trục Hệ thống treo độc lập 4W
Giao diện điều khiển
Ứng dụng iOS & Android qua Bluetooth hoặc Wifi, PS2, CAN, Cổng nối tiếp, USB
3. Giới thiệu về bộ điều khiển ROS
Có 2 loại Bộ điều khiển ROS có sẵn để sử dụng với Rosbot dựa trên nền tảng Nvidia Jetson. Jetson Orin Nano phù hợp hơn với mục đích nghiên cứu và giáo dục. Jetson Orin NX lý tưởng cho việc tạo mẫu sản phẩm và các ứng dụng thương mại. Bảng sau minh họa những khác biệt kỹ thuật chính giữa các bộ điều khiển khác nhau có sẵn từ Roboworks. Cả hai bo mạch đều cho phép tính toán cấp cao và phù hợp với các ứng dụng robot tiên tiến như thị giác máy tính, học sâu và lập kế hoạch chuyển động.
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
4. Hệ thống cảm biến: LiDAR & Camera độ sâu Một Leishen LSLiDAR được lắp đặt trên tất cả các biến thể Rosbot với mẫu N10 hoặc M10 đang được sử dụng. Các LiDAR này cung cấp phạm vi quét 360 độ và nhận thức môi trường xung quanh và tự hào có thiết kế nhỏ gọn và nhẹ. Chúng có Tỷ lệ nhiễu tín hiệu cao và hiệu suất phát hiện tuyệt vời trên các vật thể có độ phản xạ cao/thấp và hoạt động tốt trong điều kiện ánh sáng mạnh. Chúng có phạm vi phát hiện là 30 mét và tần số quét là 12Hz. LiDAR này tích hợp liền mạch vào Rosbot, đảm bảo mọi mục đích lập bản đồ và điều hướng có thể dễ dàng đạt được trong dự án của bạn. Bảng dưới đây tóm tắt các thông số kỹ thuật của LSLiDAR:
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Ngoài ra, tất cả các Rosbot đều được trang bị Máy ảnh độ sâu Orbbec Astra, đây là máy ảnh RGBD. Máy ảnh này được tối ưu hóa cho nhiều mục đích sử dụng bao gồm điều khiển bằng cử chỉ, theo dõi bộ xương, quét 3D và phát triển đám mây điểm. Bảng sau đây tóm tắt các tính năng kỹ thuật của máy ảnh độ sâu.
5. Bo mạch STM32 (Điều khiển động cơ, Quản lý năng lượng & IMU) Bo mạch STM32F103RC là bộ vi điều khiển được sử dụng trong tất cả các Rosbot. Nó có lõi ARM Cortex -M3 32-bit RISC hiệu suất cao hoạt động ở tần số 72MHz cùng với bộ nhớ nhúng tốc độ cao. Nó hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ -40°C đến +105°C, phù hợp với tất cả các ứng dụng rô-bốt trong điều kiện khí hậu trên toàn thế giới. Có các chế độ tiết kiệm năng lượng cho phép thiết kế các ứng dụng công suất thấp. Một số ứng dụng của bộ vi điều khiển này bao gồm: ổ đĩa động cơ, điều khiển ứng dụng, ứng dụng rô-bốt, thiết bị y tế và cầm tay, thiết bị ngoại vi PC và chơi game, nền tảng GPS, ứng dụng công nghiệp, hệ thống báo động liên lạc video và máy quét.
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Lõi STM32F103RC
Đồng hồ kỷ niệm, thiết lập lại và quản lý cung cấp
Cổng I/O chế độ gỡ lỗi DMA nguồn
Bộ đếm thời gian
Giao diện truyền thông
Đặc trưng
Bộ vi xử lý ARM32-bit Cortex M3
Tốc độ tối đa 72 MHz
512 KB bộ nhớ Flash
64kB SRAM
Nguồn cung cấp ứng dụng 2.0 đến 3.6 V và I / Os
Chế độ Ngủ, Dừng và Chế độ chờ
V cung cấp cho RTC và các thanh ghi dự phòng
DẬU
Bộ điều khiển DMA 12 kênh
SWD và JTAG giao diện
Cortex-M3 nhúng Trace Macrocell
51 cổng I/O (có thể ánh xạ trên 16 vectơ ngắt bên ngoài và dung sai 5V)
Bộ định thời 4×16-bit
2 x bộ hẹn giờ PWM điều khiển động cơ 16 bit (có chế độ khẩn cấp
dừng lại)
2 x bộ hẹn giờ giám sát (độc lập và Cửa sổ)
Bộ đếm thời gian SysTick (bộ đếm xuống 24 bit)
2 bộ hẹn giờ cơ bản 16-bit để điều khiển DAC
Giao diện tốc độ đầy đủ USB 2.0
Giao diện SDIO
Giao diện CAN (2.0B Hoạt động)
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
6. Hệ thống lái và lái Hệ thống lái và lái được tích hợp với thiết kế và chế tạo của Rosbot. Tùy thuộc vào mẫu xe được mua, xe sẽ có hệ dẫn động 2 bánh hoặc 4 bánh, cả hai tùy chọn đều phù hợp với nhiều mục đích nghiên cứu và phát triển. Bánh xe trên tất cả các xe Rosbot đều là cao su đặc với lốp chống tuyết. Có hệ thống treo con lắc đồng trục và các xe Rosbot hàng đầu được trang bị bộ giảm xóc với hệ thống treo độc lập, đảm bảo xe có thể di chuyển thành công trên địa hình khó khăn. Thông số kỹ thuật lái và lái:
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Sơ đồ thiết kế khung gầm Rosbot: Rosbot 2
Rosbot chuyên nghiệp
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Rosbot cộng thêm
7. Quản lý nguồn điện Power Mag – Pin LFP từ tính: Tất cả các Rosbot đều đi kèm với Power Mag 6000 mAh, pin LFP từ tính (Lithium Iron Phosphate) và Bộ sạc nguồn. Khách hàng có thể nâng cấp pin lên 20000 mAh với chi phí bổ sung. Pin LFP là một loại pin lithium-ion được biết đến với độ ổn định, an toàn và tuổi thọ chu kỳ dài. Không giống như pin lithium-ion truyền thống sử dụng coban hoặc niken, pin LFP dựa vào sắt phosphate, cung cấp một giải pháp thay thế bền vững hơn và ít độc hại hơn. Chúng có khả năng chống lại sự mất kiểm soát nhiệt cao, giảm nguy cơ quá nhiệt và hỏa hoạn. Mặc dù có mật độ năng lượng thấp hơn so với các loại pin lithium-ion khác, nhưng pin LFP lại vượt trội về độ bền, với
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Tuổi thọ dài hơn, sạc nhanh hơn và hiệu suất tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt, khiến chúng trở nên lý tưởng cho xe điện (EV) và hệ thống lưu trữ năng lượng. Power Mag có thể được gắn vào bất kỳ bề mặt kim loại nào của rô-bốt do thiết kế đế từ tính của nó. Nó giúp việc thay pin nhanh chóng và dễ dàng.
Thông số kỹ thuật:
Bộ pin kiểu mẫu
Vật liệu lõi cắt Voltage
Toàn tậptage Sạc hiện tại
Xả vật liệu vỏ
Hiệu suất
6000 mAh 22.4V 6000mAh Lithium Sắt Phosphate
16.5 V 25.55 V
3A Kim loại 15A Xả liên tục
20000 mAh 22.4V 20000mAh Lithium Sắt Phosphate
16.5 V 25.55 V
3A Kim loại 20A Xả liên tục
Đầu nối cái DC4017MM
Đầu nối cái DC4017MM
Cắm
(sạc) XT60U-F cái
(sạc) XT60U-F cái
đầu nối (xả)
đầu nối (xả)
Kích thước Trọng lượng
177*146*42mm 1.72kg
208*154*97mm 4.1kg
Bảo vệ pin: Bảo vệ chống đoản mạch, quá dòng, quá tải, quá xả, hỗ trợ sạc trong khi sử dụng, van an toàn tích hợp, bo mạch chống cháy.
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Super Charge: Super Charge là Trạm sạc tự động đi kèm với các mẫu Rosbot 2S, Rosbot Pro S, Rosbot Plus S và có thể mua riêng để sử dụng với Rosbot 2, Rosbot Pro và Rosbot Plus. 8. Vận hành từ xa Có 4 cách để vận hành robot từ xa: 8.1 Điều khiển bằng bộ điều khiển PS2:
8.1.1. Kết nối bộ điều khiển PS2 với bảng mạch in 8.1.2. Đợi cho đến khi đèn báo chuyển sang màu đỏ trên bộ điều khiển rồi nhấn nút Bắt đầu. 8.1.3. Trên màn hình bảng mạch in, đẩy cần điều khiển bên trái về phía trước và thay đổi từ chế độ điều khiển ros sang chế độ điều khiển ps2. Ảnh sau đây cho thấy hai chế độ điều khiển khác nhau: ROS hoặc PS2:
8.2 Được điều khiển bởi nút ros2 và bàn phím 8.2.1. Thay đổi chế độ điều khiển thành ros 8.2.2. Đảm bảo robot đang chạy (xem phần 9)
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
8.2.3. Chạy lệnh này: python3 ros2/src/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_robot_keyboard/wheeltec_keyboard.py 4. Ngoài ra, bạn có thể chạy lệnh này:
ros2 chạy wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard
8.3 Được điều khiển bởi nút ros2 và bộ điều khiển USB A 8.3.1. Kết nối bộ điều khiển USB A 8.3.2. Thay đổi chế độ điều khiển thành ros 8.3.3. Đảm bảo robot bring up đang chạy (xem phần 9) 8.3.4. Chạy lệnh này:
ros2 khởi chạy wheeltec_joy wheeltec_joy.launch.py
8.4 Điều khiển bằng ứng dụng di động qua kết nối Wifi hoặc Bluetooth Truy cập App Station của Roboworks webtrang web và điều hướng đến phần Ứng dụng di động điều khiển từ xa để tải xuống Ứng dụng di động cho điện thoại di động của bạn: https://www.roboworks.net/apps
9. Khởi động nhanh ROS 2 Khi robot được bật nguồn lần đầu, theo mặc định, nó được điều khiển bởi ROS. Nghĩa là, bo mạch điều khiển khung gầm STM32 chấp nhận lệnh từ Bộ điều khiển ROS 2 như Jetson Orin.
Thiết lập ban đầu nhanh chóng và dễ dàng, từ máy tính chủ của bạn (khuyến nghị Ubuntu Linux) kết nối với điểm phát sóng Wi-Fi của robot. Mật khẩu mặc định là “dongguan”.
Tiếp theo, kết nối với robot bằng SSH qua thiết bị đầu cuối Linux, địa chỉ IP là 192.168.0.100, mật khẩu mặc định là dongguan. ~$ ssh wheeltec@192.168.0.100 Với quyền truy cập thiết bị đầu cuối vào robot, bạn có thể điều hướng đến thư mục không gian làm việc ROS 2, trong “wheeltec_ROS 2” Trước khi chạy các chương trình thử nghiệm, hãy điều hướng đến wheeltec_ROS 2/turn_on_wheeltec_robot/ và định vị wheeltec_udev.sh – Tập lệnh này phải được chạy, thường chỉ một lần để đảm bảo cấu hình đúng các thiết bị ngoại vi. Bây giờ bạn có thể kiểm tra chức năng của robot, để khởi chạy chức năng bộ điều khiển ROS 2, hãy chạy:
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
“roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch” ~$ ros2 launch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch Trong thiết bị đầu cuối thứ hai, bạn có thể sử dụng nút keyboard_teleop để xác thực điều khiển khung gầm, đây là phiên bản đã sửa đổi của ROS 2 Turtlebot ex phổ biếnample. Type (điều khiển tele-op có sẵn nhiều hơn trong phần 8): “ros2 run wheeltec_robot_keyboard wheeltec_keyboard”
10. Các gói ROS 2 Humble được cài đặt sẵn Dưới đây là các gói hướng đến người dùng, trong khi các gói khác có thể có, đây chỉ là các gói phụ thuộc. turn_on_wheeltec_robot
Gói này rất quan trọng để kích hoạt chức năng của robot và giao tiếp với bộ điều khiển khung gầm. Tập lệnh chính “turn_on_wheeltec_robot.launch” phải được sử dụng sau mỗi lần khởi động để cấu hình ROS 2 và bộ điều khiển. wheeltec_rviz2 Chứa launch files để khởi chạy rviz với cấu hình tùy chỉnh cho Pickerbot Pro.
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
wheeltec_robot_slam Gói lập bản đồ và bản địa hóa SLAM với cấu hình tùy chỉnh cho Pickerbot Pro.
wheeltec_robot_rrt2 Thuật toán cây ngẫu nhiên khám phá nhanh chóng – Gói này cho phép Pickerbot Pro lập kế hoạch đường đi đến vị trí mong muốn bằng cách khởi chạy các nút khám phá.
wheeltec_robot_keyboard Gói tiện lợi để xác thực chức năng của robot và điều khiển bằng bàn phím, bao gồm cả từ máy tính chủ từ xa.
wheeltec_robot_nav2 ROS 2 Gói 2 nút điều hướng.
wheeltec_lidar_ros2 Gói ROS 2 Lidar để cấu hình Leishen M10/N10.
wheeltec_joy Gói điều khiển cần điều khiển, chứa khởi chạy files dành cho các nút điều khiển.
simple_follower_ros2 Thuật toán theo dõi đối tượng và đường cơ bản sử dụng quét laser hoặc camera độ sâu.
ros2_astra_camera Gói camera độ sâu Astra với trình điều khiển và khởi chạy files.
Bản quyền © 2024 Roboworks. Đã đăng ký Bản quyền.
Tài liệu / Tài nguyên
 |
Robot di động có thể lập trình ROBOWORKS N10 [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng Robot di động lập trình N10, M10, N10, N10, Robot di động lập trình, Robot di động, Robot |
