Основные разделы сайта

MExRover – Исследовательская платформа


    Автоматизация различных процессов существенно повышает эффективность решения не только рядовых задач, но и различных научных экспериментов и исследований. Проект Ровер, разраба-тываемый КБ Кречет под руководством и по заданию MExLab, - один из таких примеров. Ровер – это универсальная модульная самоходная колесная платформа для исследований, метрической стереофотосъемки местности и симуляции выполнения различных задач.

    Ровер состоит из двух основных частей: непосредственно шестиколесной подвижной платформы, включающей управляющие системы и программно-вычислительный комплекс, и подъемной стрелы, несущей оборудование для съемки, а также датчики и сенсоры РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ. Целью работ являлось создание колесного аппарата, автономно передвигающегося на местности, предназначенного для решения широкого круга задач, связанных с изучением окружающей местности, компоновка которого могла бы изменяться в зависимости от целей исследования. Т.о. аппарат должен быть легко модифицируемым и для этого конструироваться по модульному принципу максимально гибкого, унифицированного для решения широкого спектра задач, поэтому она создавалась по модульному принципу. Так корпус Ровера представляет собой раму, на которой имеются специальные люки, предназначенные для монтажа оборудования. Любой из компонентов его можно заменить в считанные минуты, для чего достаточно демонтировать необходимый люк.

    Рычажная подвеска колесных узлов так же подверглась унификации: все рычаги попарно взаимозаменяемые (левый и правый), что минимизирует количество запасных частей для оперативного ремонта Ровера. Для движения платформы используются так называемые «мотор-колеса», (мотор совмещен с колесом), в которых применяются высокоточные шаговые моторы с силовыми редукторами, обеспечивающими запас тяги для преодоления достаточно серьезных препятствий. Максимальная скорость движения платформы составляет 5 км/ч, а применение технологий энергосбережения обеспечивает запас хода в 5-10 км в зависимости от скорости движения. Благодаря тому, что поворотными являются 4 из 6 колес, Ровер обладает повышенной маневренностью – минимальный радиус разворота составляет 2 метра по внешнему габаритуПрименение шаговых моторов благоприятно сказывается на точности позиционирования платформы – теоретический минимальный шаг движения всего 0,4 мм.

    Максимальный ход подвески составляет около 250 мм, что позволяет с легкостью преодолевать даже относительно крупные неровности местности. Предусмотрена возможность установки ко-лес разного диаметра с разными характеристиками протектора. Применение гидравлических амортизаторов обеспечивает плавность хода, необходимую для эффективной работы измерительного и съемочного оборудования. В случае необходимости можно оперативно изменять жесткость каждого из 6 амортизаторов, что позволит регулировать дорожный просвет в зависимости от нагрузки на платформу. Максимальная расчетная полная масса Ровера – 50кг.

    На выдвигающейся штанге Ровера устанавливаются две цифровые фотокамерами высокого разрешения для выполнения стереосъемки местности и дополнительные съемочные устройства. Основные две фотокамеры, а также стереокамеры и датчики располагаются на подъемной платформе, приводимой в движение двумя мощными линейными двигателями. Двухзвенная штанга раскладывается за 20 секунд и поднимает съемочный модуль на высоту до 170 см от уровня земли. Стабилизация горизонтального положения съемочного модуля осуществляется механизмами, включающими высокоточные акселерометры и линейные и шаговые двигатели, что обеспечивает погрешность в положения платформы не более 1° по всем трем осям. Максимальный угол отклонения съемочного модуля на штанге по оси X и Y составляет ± 30° в обе стороны от центрального положения, что с запасом перекрывает любые возможные варианты съемки. Дополнительно съемочный модуль может поворачиваться вокруг собственной оси, а также в плоскости, параллельной оптическим осям камер.

    Максимальная полезная нагрузка на стрелу составляет 5 кг, что с учетом веса камер (около 2 кг) позволяет устанавливать дополнительное оборудование общей массой до 3 кг. В конструкции штанги предусмотрены специальные каналы для прокладки необходимых кабелей. Съемочный модуль оснащен универсальными креплениями для размещения дополнительного оборудова-ния. 
    Управление Ровером осуществляется программно-вычислительным устройством на базе двух модулей управления собственной разработки, базирующихся на использовании 32-битных микроконтроллеров семейства Cortex M3. Первый модуль («контроллер») отвечает за передвижение Ровера, а также осуществляет управление 5 канальным преобразователем бортового напряжения, что позволяет обеспечивать электропитание дополнительного оборудования напрямую через модуль без наращивания блоков питания или конвертеров. Помимо этого реализована функция контроля напряжения питания на каждом канале и учета суммарного энергопотребления 6-ти мотор-колес и всего дополнительного оборудования , что необходимо для расчета оставшегося запас хода. Второй модуль управляет подъемом верхней платформы на штанге и ее стабилизацией. Он также оснащен входами под 6-ть аналоговых датчиков (температуры, давления, влажности и т.д.).

    Для демонстрации возможностей Ровера основной контроллер модуль управления собственной разработки оснащен интерфейсом беспроводной передачи данных на короткие расстояния (Bluetooth), что позволяет управлять всем функционалом в ручном режиме через специальное ПО, в котором помимо управления самоходной платформой можно отслеживать и всю телеметрию. Основное средство связи на дальние расстояния - технология Wi-Fi - осуществляется при помощи мощных приемо-передатчиков. Дальность уверенной связи со-ставляет 2-3 км.

MExRover

Ровер с поднятой стрелой

MExRover

Ровер в походном положении

Сборка ровера

Сборка ровера

Покраска

Покраска

Испытания

Первая "прогулка"

Испытания подвески

Испытание подвески

© 2015-2017, Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК)