Конструкции и технические характеристики сенсоров модели.

Наша модель марсохода представляет собой конструкцию одноосного робота с динамическим управлением остойчивостью. Конструкция состоит из следующих элементов: балка с полуосями маршевых колес и элементами приводов и несущими каретками; кабина, перемещающаяся относительно оси колес и создающая статические и динамические моменты, компенсирующие реактивный момент от колес; маршевые колеса с демпферами-грунтозацепами в качестве движителей; расположенные в кабине электродвигатели приводов колес и привода механизма перемещения кабины; блок дистанционного управления, модель ветроэлектрогенератора; модель солнечных батарей в ступицах движителей; два ультразвуковых датчика расстояния и радиокамера.

Механизм перемещения кабины модели планетохода относительно оси колес представляет собой тросово-блочную систему с мотор-редуктором.

Размеры и конфигурация демпферов-грунтозацепов выбираются исходя из расчетной массы и скорости движения модели, ожидаемого характера грунта и спектра неровностей на предполагаемых трассах движения модели.

Модель ветроэлектрогенератора будет выполнена в виде установленного вертикально микроэлектродвигателя с крыльчаткой на оси. Преимущества такого ветроагрегата приведены выше.

Ультразвуковые датчики будут расположены на передней стенке корпуса кабины робота. Оси диаграмм излучения датчиков будут перекрещиваться впереди робота на расстоянии, определяемом исходя из угла диаграммы направленности излучения датчиков, скорости движения, характера местности и быстродействия системы управления.

Такое расположение датчиков обусловлено стремлением уменьшить угловые размеры «мертвых» - непросматриваемых датчиками – зон по направлению движения и по сторонам от курса.

Также в передней части кабины будет расположена радиокамера. В будущем камера будет установлена на специальной турели для лучшего обзора местности.

Датчики и моторы подключены к микроконтроллеру NXT, который располагается внутри кабины и является частью блока дистанционного управления. Он обрабатывает все сигналы от датчиков и отсылает их на компьютер по каналу Bluetooth.

 

Микрокопмьютер NXT имеет процессор AT91SAM7S256 архитектуры ARM7, производящийся фирмой ATMEL [8]. Это младшая модель из ряда процессоров ARM, например на ARM 11 создан всемирно известный iPhone [9].

Внутри базового узла NXT расположены нижеперечисленные элементы (рис.8):

1. 32-bit ARM7 AT91SAM7S256 микроконтроллер 256 Kbytes FLASH, 512 Byte RAM память;

2. 8-bit AVR микроконтроллер Atmega 48, 4 Kbytes FLASH, 512 Byte RAM память;

3. Беспроводной канал Bluetooth (Bluetooth Class II V2.0 compliant);

4. USB скоросной порт (12 Mbbit/s);

5. 4 порта входа, 6-wire cable digital platform (одby порт включает IEC 61158 Type 4/EN 50 170 порт расширения для использования в дальнейшем);

6. 3 порта вывод, 6-wire cable digital platform;

7. 100x64 pixel LCD графический дисплей;

8. Динамик – 8 kHz качество;

9. Питание: 6 АА батареек.

Отдельно рассмотрим конструкцию сервомоторов. Они состоят из пластмассового корпуса, соединяющего электродвигатель постоянного тока с редуктором, и пластмассового же редуктора с энкодером (рис. 9).

Информация с энкодеров которых поступает в NXT и позволяет контролировать движение с высокой точностью. Этот датчик измеряет поворот оси мотора либо в градусах (с точностью до ±1°), или в полных оборотах.

Постановка цели и задач

В соответствии с полученными в ходе изучения литературы по выбранной теме результатами были выработаны цель и задачи исследования.

Целью проекта является создание модели одноосного планетохода на основе гибкого тросового привода ведущих колес и с динамическим управлением остойчивостью.

Основными задачами данного проекта являются:

• Создание кинематической схемы гибкого тросового привода;

• Создание кинематической схемы ОТС с динамическим управлением остойчивостью с помощью гибких тросовых приводов;

• Проведение серии экспериментов для проверки эффективности системы остойчивости с гибким тросовым приводом;