Предлагаем Вам выполнить задачи 3-х уровней сложности по управлению робототехническими системами от Образовательного спонсора Конкурса МехаТРОН: НПО «Андроидная техника», г.Москва.
1) Создание чипо-независимого алгоритма по управлению нижеописанными робототехническими системами (например, на ОП MexBIOS).
Задача «База»: 10 баллов, коэффициент уровня сложности (УС), УС: 4.
2) Программирование задачи п.1 в среде известного Вам программного обеспечения на базе модуля разработчика с DSP-процессором (например, модуля разработчика с процессором NT32M4F1).
Задача «Proff»: 20 баллов (по пп.1-2), УС: 4,5.
3) Создание прототипа устройства на базе широко распространенных робототехнических систем (например, антропоморфные роботы AR-101М или АР 600), выбранного Вами DSP-процессора, двигателей и приводов выбранного Вами типа - с предоставлением видеозаписи работы прототипа Вашего устройства, как здесь: смотри 1 2 3 4.
Задача «Мастер»: 30 баллов (по пп.1-3), УС: 5.
Описание заданий, предлагаемых к моделированию:
В качестве объекта управления можно использовать модель антропоморфного робота (например, AR-101М см. приложение с описанием его основных характеристик).
Параметры двигателей не критичны, так как сервоприводам с редукторами по сути необходимо задавать углы поворота вала в каждом суставе. Для решения любой из задач необходимо реализовать логику управления приводами этого робота (реализовать тахограмму).
Исходя из этого, Вам предлагается 3 задания. Мы понимаем, что без самого робота участникам будет невероятно трудно проверить результаты своих программ, но – «дорогу осилит идущий»!
Мы готовы принять в качестве решения заданий от участников конкурса реализацию Ваших программ на любом языке/в среде (мы предлагаем бесплатную версию ОП MexBIOS, в которой довольно просто перейти к управлению силовыми приводами при масштабировании задачи, добавляя широтно-импульсную модуляцию /ШИМ/).
Данные задания – для «продвинутых».
Дерзайте! ;-)
Задания для «продвинутых» участников Конкурса МехаТРОН:
А). Хождение робота на месте.
Робот должен шагать на месте с разным ускорением. Так, решением задачи 1) будет признана предложенная тахограмма (задание углов поворота) четырех суставов робота – коленного и тазового, справа и слева, с реализацией этих алгоритмов в любой программе.
Б). Перемещение робота по прямой.
Робот должен идти по прямой, не падая, перемещаясь из точки А в точку Б.
Решение также подразумевает построение тахограмм движения суставов, с реализацией этих тахограмм в любых программах.
В). "Эстафета".
Четыре робота стоят на углах квадрата размерами 25*25 шагов робота.
Первый робот должен дойти до второго, повернуть голову, второй должен начать движения после поворота головы первого робота, дойти до третьего, затем эти же движения повторяет третий и четвертый роботы. В результате перемещений роботы должны поменяться местами: первый должен оказаться на месте четвертого, и т.д.
Решение задачи сложностью 1) подразумевает представление тахограммы движения суставов.
Решение задачи сложностью 2): реализация этих тахограмм путем программирования процессора DSP. Нужно придумать, как инициировать движения последующего робота:
- либо начинать движение по времени, и участникам необходимо рассчитать все интервалы и реализовать их программно,
- либо использовать датчики, встроенные в роботов, и определить расстояние и ключевое движение (поворот головы) робота-партнера, и принять решение об остановке предыдущего и начале движения последующего участника эстафеты.
Для решения задачи 3) требуется реализация задачи 2) на комплекте роботов, или - представление программного модуля, реализующего алгоритм 1), на базе одного из модулей разработчика на базе DSP-процессоров, с демонстрацией срабатывания на электроприводе.
Комментарий от автора заданий, Андрея Евстратова, аспиранта КузГТУ, г.Кемерово:
"Вышеуказанные задачи носят скорее исследовательский и логический характер, требуют умения ставить задачу и применять знания физики и теоретической механики. Участникам необходимо уметь изучать документацию на объект, правильно представить систему и рассчитать, как работает этот механизм. Что касается времени, которое необходимо для решения, то первые две задачи можно решить в течение часа, а последнюю - в течение дня."
Комментарий от ментора Конкурса Александра Васильева, к.т.н., доцента МГТУ им. Г.И.Носова, г.Магнитогорск:
"ОПИСАНИЕ АНТРОПОМОРФНОГО РОБОТА AR-101М:
Антропоморфный (человекоподобный) робот AR-101М — высокотехнологичное электромеханическое изделие, правдоподобно имитирующее основные движения человеческого тела, включая подлинное (с отрывом стопы от поверхности) прямохождение, спортивную, танцевальную и ряд иных деятельностей. Поставляется в сборе готовым к использованию.
Состоит из 17 сервомоторов, управляемых программируемым контроллером, элементов питания и набора связующе-несущих элементов. Роботом можно управлять с помощью компьютера (программное обеспечение прилагается), либо вручную (при наличии пульта дистанционного управления).
Связь с компьютером осуществляется:
— либо по радиоканалу (Bluetooth v.1.2),
— либо через проводное USB-соединение.
Возможно расширение возможностей робота дополнительным оборудованием:
— ПДУ (пульт дистанционного управления), гироскопы, сенсоры движения/расстояния и т. д. Контроллер МК-66
Количество управляемых сервоприводов: до 24 (в зависимости от конкретной модели);
Внутренняя память: 512 Кб (312 КБ доступно пользователю);
Количество портов ввода/вывода (I/O): 40;
Количество базовых операций: 128;
Тактовая частота процессора: 60 Mhz;
Скорость выполнения микрокоманд виртуальной машины: 100 тыс. в секунду;
Разрядность виртуальной машины: 32 бита;
Количество переменных виртуальной машины: 255 (int32);
Количество каналов АЦП: 8;
Каналы подключения RF/IR приемника: 1;
Каналов аудио выхода: 1;
Каналов I2C: 1;
Каналов SPI (MMC Card): 1;
Каналов OpenDrain (LCD): 1;
Каналов управления внешним светодиодом: 1;
Каналов UART (ESD-100): 1;
Интерфейс сопряжения с PC: USB 1.1 / 2.0 1 mbit/s;
Напряжение питания внешних устройств: 5 / 3.3 В;
Напряжение питания процессора: 3.3 В;
Защита от КЗ: интегрирована в топологию ПП;
Защита от переполюсовки: защитный диод.Сервопривод DS-14: Поворот: 176°; Скорость: 60°/0,2 сек; Напряжение питания: 6-7,4 В;
Микроконтроллер NXP LPC2138FBD64/01 SL8062.1 04 ZPD0933E
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/99077/PHILIPS/LPC2138FBD64.html
BT-модуль SENA Parani-ESD100 v13.4
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/626832/ETC/ESD100.html
Техническая документация предоставляется по требованию:
E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
