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移动机器人

发表时间:2018-02-26

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一、主要用途与使用范围

移动机器人研究平台采用模块化设计,每套设备有上百种零件组成,结合机器人传感和传感技术,智能系统及其控制方法,机器人视觉技术等,实现完全开放的研究平台(强大的美国NI处理器myrio或arduino+树莓派3的图像处理器或arduino+PIXY的图像处理器,可做图像处理及大数据多传感器融合处理),具备通用型接口,可以根据需求组成不同结构形式,能激发学生创新思维,同时能够满足技能竞赛要求,主要用于实践和创新教学、机器人竞赛、大学生创新实验计划、教师课程研究平台以及个人服务机器人开发平台。

二、工作条件

实践和创新教学、机器人竞赛、大学生创新实验计划、教师课程研究平台以及个人服务机器人开发平台、户外探测活动。

三、型号及含义

移动机器人教学研究平台的特点是:模块化设计方便简单适合二次开发,全部开源的平台。具有大的负载能力可适合完成户外一些复杂任务的侦查任务。

① 产品特点

本款机器人采用模块化设计,工业级铝合金结构组件方便拆装,(配置强大处理器美国NI的myrio)或NI LabVIEW学生版软件和工具包和图像处理器或arduino+PIXY的图像处理器。

配置各类传感器套件,实现各种功能,如智能相机、无线遥控手柄、USB-HUB、超声波传感器、陀螺仪传感器、IR红外传感器、QTI传感器、磁导、避障、跟踪、惯导、激光和碰撞模块等。

采用四轮60mm麦克纳姆轮组件,配置带编码器的12V直流减速电机,配置5V数字舵机,配置2x190mm的直线导轨和滑块

采用摆杆轮式结构,对路况不佳的地面具有一定的适应性。

结构简单,区域划分清晰,给课程教学、比赛和实验研究等提供了方便的平台。

② 主要技术参数

机器人机械本体单元: 
1.轮子:4个全地形麦克纳姆轮组轮(轮直径为≥170mm,轮胎宽≥80mm); 
2.机械臂:4个数字舵机(四种不同厚度铝合金板数控加工而成,四自由度关节采用4个MG996r金属铜齿轮舵机工作扭矩13kg/cm,工作范围180度舵机。底座高度≥60mm、大臂长度≥160mm、小臂长度≥210mm;腰部:0-180度,大臂与小臂不干涉运动基础版为996数字舵机); 
3.机械爪子:末端为金属手抓;抓取重量≥300g 
4.机器人平台:全铝框架,整机重量≥13.6KG,可载重≥30kg,规格长≥560mm宽≥460mm高≥470mm。 
5.支架和结构组件:弹簧联轴器(外径19长25孔径6-8),无油轴套(外径10内径8),滚珠丝杠(带螺母)1204长270,浅茶色半透明有机玻璃板180×240×3,螺丝(M3×10mm),螺丝(M3×6mm),螺丝(M3×8mm),尼龙防松螺母M3,内六角扳手3mm,内六角扳手2.5mm,内六角扳手2mm,扳手5.5mm,3D打印固定件一组,电机固定支架4个,U型铝型材车身底盘配件,机械手爪配件一套,手爪提升机构一套; 
动力系统单元: 
1.四轮独立驱动;4个17W进口直流电动机;工作电压: 12V;输出功率:17W;空载转速:8100RPM;减速后速:120RPM;堵转扭矩:50Kg·cm( 5Nm );连续扭矩:10Kg·cm( 1Nm );出轴直径:6mm;重 量≥250g 
2.全金属精密行星减速箱;减速比:64:1; 
3.编码器:光电式1000线。 
电源系统单元:电源为24V锂电源供电,续航时间2小时。分流板:一分四,20A大电流,镀金接口。 
主控制系统:直流供电范围为6V~16V,易于上手使用、编程开发简单,板载资源丰富:共有40条数字I/O线,支持SPI、PWM输出、正交编码器输入、UART和I2C,以及8个单端模拟输入,2个差分模拟输入,4个单端模拟输出和2个对地参考模拟输出,方便通过编程控制连接各种传感器及外围设备; 
电机和传感器控制板:包含直流减速电机控制模块、电源模块、光耦隔离模块、6路电机驱动模块、5路舵机驱动模块、5路超声波测距模块、陀螺仪模块、双P34插针接口等方便控制和连接主控制器; 
传感器系统单元: 
多传感器数据融合的信息采集系统:4个声呐、4个红外传感器 、1个九轴陀螺仪。 
图像处理单元:•采用NXPLPC4330双核处理器,主频204MHz,264KbytesRAM,1MbytesFlash。OV9715图像传感器。•典型功耗140mA。•电源支持USB5V输入,或者DC6V-10V。•尺寸:5.3cmx5.1cmx3.6cm。•重量:27克。cmucam5一台,USB线一条,数据线一条。或树莓派3Pi3•BroadcomBCM2837芯片组,运行频率1.2GHz,•64位四核ARMCortex-A53,•802.11b/g/n无线局域网•蓝牙4.1(低能耗)•双核VideocoreIV®多媒体协处理器•1GBLPDDR2存储器•支持ARMGNU/Linux分发和Windows10IoT•MicroUSB连接器,用于2.5A电源•1x10/100以太网端口•1xHDMI视频/音频连接器•1xRCA视频/音频连接器•1xCSI摄像机连接器•4个USB2.0端口•40个GPIO引脚•芯片天线•DSI显示连接器•microSD卡插槽•尺寸:85x56x17mm 
算法:自主移动算法、自主避障算法、视觉色块抓取算法、红外定位算法、连续复杂路况定位移动算法,视觉跟踪算法。 
机器人运动:速度为15~20m/min。负载能力≥53.5kg;攀爬能力≥25°。 
软件系统:支持用C语言或LabVIEW、C/C++。 
控制算法系统(附全部开源代码): 
机器人运动控制算法程序、图像处理算法程序、视觉物体识别算法程序、图像跟踪算法程序、动态图像处理系统(物体抓取功能)。 
配套移动机器人技术应用教材和教学视频,可满足1.LabVIEW图形化编程软件的使用,2.myRIO功能IO基本使用,3.机械结构的搭建,4.直流电机闭环PID调速,5.myRIO控制器开发,6.ARM与FPGA的使用练习,7.移动机器人场地分拣,8.移动机器人视觉识别等实训要求; 
包装箱体:两个滑动万向轮、合成板、金属拉杆、箱体尺寸为700mm*600mm*450mm。

可参加机器人赛事:

1. Robocup助老机器人户外救助赛及勘探组赛事;

2. 全国创新创业机器人大赛;

3. 北戴河高科联盟机器人大赛;

4. 华北五省机器人赛中舞蹈赛。

5. 中国机器人竞技及工程应用大赛

6. 新丝路国际机器人大赛

7. 参加各种创新创意大赛。

8. robocup勘探组;

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