MKNM "Synergia"

Stan: Ukończony

Mechatroniczny podnośnik

Mechatroniczny podnośnik

SynerPicker to mechatroniczny podnośnik z wysięgnikiem. W swoich założeniach robot miał być sterowany z poziomu komputera lub telefonu komórkowego, mieć możliwość streamu obrazu, podnoszenia i opuszczania ładunku, oraz (co najistotniejsze) do automatycznego poziomowania platformy z ładunkiem.
Robot miał być pojazdem typu 2.0, czyli z napędem różnicowym. Zadecydowaliśmy, że sterowanie będzie odbywać się przez odpowiednio zmodyfikowany do tego zadania Synergy Control System. Konstrukcja podnośnika miała być wykonana w całości z profili aluminiowych, zaś poziomowanie ładunku miał zapewniać akcelerometr. Za realizacje ruchu podnośnika odpowiedzialne są trzy serwomechanizmy. Duże, typu standard odpowiada za unoszenie całej konstrukcji podnośnika, zaś dwa mniejsze serwomechanizmy modelarskie typu micro odpowiadają za poziomowanie ładunku. W pozycji wyjściowej platformy osie serwomechanizmów skierowaną się płasko (tj. osi X i Y układu kartezjańskiego), z całkowitym zaniechaniem osi Z. Godząc się na takie rozwiązanie tracimy część kontroli nad ładunkiem (platforma zawsze utrzymuje poziom, jednak w zależności od kąta pochylenia względem pozycji wyjściowej obraca się również w pewnym stopniu w okół osi Z), jednak zyskujemy na mniejszych wymiarach oraz masie podnośnika.

W toku realizacji projektu okazało się, że konstrukcja złożona wyłącznie z profili aluminiowych nie spełni założeń projektowych, niezbędne okazało się wykonanie technologią druku 3d obejm, które usztywniły całą konstrukcję.

Jednostką centralną pojazdu jest komputer Raspberry Pi 3. Cała elektronika została zaprojektowana w formie nakładki-shielda. Pojazd zasilany jest pakietem Li-Pol, napięcie niezbędne dla optymalnej pracy serwomechanizmów oraz Malinki zapewniają dwie przetwornice step-down.

Łączność oraz komunikację z pojazdem zapewnia autorski system jednego z realizatorów projektu – Synergia Control System, który po odpaleniu na Raspberry ustawia serwer sterujący oraz hotspot, zapewniający łączność z pojazdem. Dzięki temu nasz pojazd jest niezależny od platformy, do działania wystarcza mu urządzenie wyposażone w wifi, ze sprawną przeglądarką. Na stronę trafia również video. Aby maksymalnie odciążyć Raspberry, całość obliczeń wykonywana jest po stronie klienta, do servera trafiają gotowe wartości PWM, które Malinka przekazuje do silników i serwomchanizmów. System ten ma jednak pewną wadę. Mimo, że w obawie przed zbyt powolnym działaniem, stabilizację realizowano na serwerze, występują opóźnienia reakcji.W trakcie końcowych testów okazało się, że warto byłoby dołożyć mikrokontroler (np. z serii ATmega) którego jedynym zadaniem byłoby pozycjonowanie platformy. Kontroler ten reagowałby wyłączenie na polecenie uruchomienia, bądź zatrzymania poziomowania ładunku, co znacznie poprawiłoby stabilność całości.
Poniżej film ilustrujący działanie systemu stabilizującego:

 

Pojazd ten startował w zawodach RoboDrift 2017 w kategorii Freestyle

 

Autorzy:

Adam Grabias, Stanisław Dac, Mateusz Fiedeń