רובוט מבוקר רדיו

רובוט הפועל בהצלחה בתנאי סביבה קיצוניים הן מבחינת טמפרטורה ותוואי שטח מונע ע”י מגבר Hornet 5/60 מבית אלמו יצרן של כלי רכב בלתי מאוישים קשיחים, המיועדים לשימוש מחוץ למבנה, ביקש לתכנן רובוט נייד שמתאים לכל סוגי פני השטח. רובוט שעשוי מאלומיניום תעופתי, מבוקר באמצעות רדיו, שכל מרכיבי התכנון שלו הוקשחו על מנת שניתן יהיה להתאים אותו לשימושים רבים ביותר, שיכול לשמש בטווח רחב מאוד של תנאי סביבה, בתנאי מזג אוויר שונים ובכל תוואי הקרקע .

תיאור הרובוט:

אלמו נענתה לאתגר והתוצאה שהתקבלה הינה רובוט המצויד בהינע של שישה גלגלים, אשר מורכב ממעטפת תחתונה המאחסנת את המערכת האלקטרונית, ומפלטפורמה שטוחה שאותה אפשר להתאים לטווח רחב של יישומים שיכולים להידרש על ידי לקוחות מהתחום הצבאי, האזרחי והמדעי. את הפלטפורמה אפשר להתאים במיוחד לצורכי הלקוח, כך שהיישום ייראה כיחידה אחת–שלמה כולל הרובוט האלחוטי שכלול בו, או המשתמש יכול להתאים את הרובוט ליישום באופן אישי, לפי צרכיו.

הגלגלים של הרובוט מצוידים בצמיגי Chevron עשויים גומי, שמספקים יכולת גרירה גבוהה וקלות תנועה מצוינת, בערכים דומים לאלו המתקבלים מכלי רכב זחלילי, ובמקביל הם מאפשרים תנועה במהירויות שכמותן אפשר לצפות מרכב המונע בגלגלים. הגלגלים של הרובוט בעלי רוחב מיוחד – 85 מ”מ, והצמיגים שלו בעלי חריצים בעומק של 5 מ”מ, שתי תכונות שתורמות ליכולות הכוללות של כלי הרכב לגבי יציבות ועמידות.

המארז הפנימי של המערכת האלקטרונית של הרובוט אטום למים, הגימורים החיצוניים עמידים בפני מים בהתזה, ובנוסף, יש לרובוט תכונות שמאפשרות לו לפעול גם בתנאים של קור ושלג כמו גם בטמפרטורות מדבריות.

הרובוט ניתן לניוד וממדיו הם:

אורך – 60 ס”מ.

רוחב – 50 ס”מ.

גובה – 20 ס”מ.

משקל נטו – 20 ק”ג.

לרובוט יש ידית מתקפלת, ועל אף ההנחה המשוערת, לפיה רוב ההרחבות שלקוחות ירצו להוסיף על הפלטפורמה תהיינה קלות משקל, הרובוט החסון יכול לטפל במטענים המגיעים עד ל–30 ק”ג, כלומר המשקל ברוטו מגיע ל–50 ק”ג.

הרובוט מבוקר רדיו ותוכנה הפועלת ב–iPhone שפותחה כדי לשלוח פקודות בשפת התכנות של Elmo ישירות לבקר. הניווט, שמתבצע באמצעות טכנולוגיית מסך המגע של Apple היא פשוטה להפליא.

האתגרים שעמדו בפני היצרן:

האתגרים שעמדו בפני היצרן היו לא מעטים ובהם נכללו הדרישות הבאות:

  • יכולת לפעול בתנאי סביבה קיצוניים ובכל תוואי השטח –– היה ברור שיש צורך להשתמש עבור הרובוט בחומרים שאיכותם גבוהה ביותר (אלומיניום תעופתי, גלגלים בחיזוק של שישה ברגים, גומי מוקצף יציב, וכיו”ב). בנוסף, מקורם של כל הרכיבים האלקטרוניים חייב להיות מספקים מובילים, בעלי מוניטין של איכות ואמינות.
  • יכולת ניוד –– על מנת לעמוד בדרישות היציבות והכוח ועם זאת לא לפגוע ביכולת הניידות שלו על הרובוט להיות במשקל מינימלי מסוים.
  • הספק גבוה –– רובוט שגודלו 60 ס”מ x 50 ס”מ, אינו בעל ממדים מיניאטוריים, ונדרשת לו תפוקה של הספק גבוה, על מנת לתמרן ולהגיע למהירויות הנדרשות לפעילויות צבאיות.
  • קלות תנועה –– על כלי הרכב שמסתובב על בסיס הגלגלים שלו–עצמו להיות בעל יכולת להתמודד עם תוואי שטח קשים. לצורך כך, יש צורך בבקרת תנועה מעולה, כדי לאפשר פעולה מהירה וחלקה בתנאים לא צפויים.
  • אמינות –– הרובוט המופעל בשליטה מרחוק, הוא רובוט יקר, והמטען של הלקוח המשמש בניסויים מדעיים ובפעילויות צבאיות הוא לא פעם חיוני ביותר לביצוע המשימה. אמינות גבוהה בתנאים מאתגרים היא הכרח, שאין להתפשר עליו.

הפתרון שהציעה ELMO

עבור היישום המתואר לעיל נבחרו שני מגברי סרוו ספרתיים, דגם Hornet של Elmo, בזכות הגודל הקומפקטי שלהם ומשקלם הקל. המגברים מיועדים להרכבה על מעגל מודפס וככאלו, יש להם יכולות שאפשרו את שילובם ברובוט.

מעגל הדחיפה Hornet קומפקטי ביותר. מידותיו הן: 55 x 15 x 46.5 מ”מ בלבד, ומשקלו הוא: 50 גרם בלבד. הספק השיא שלו במוצא הוא 3.3 קילו–וואט; 30 אמפר ב–100 וולט.

מגבר Hornet הינו ממשפחת מוצרי ExtrIQ  של אלמו, המיועדת לעבודה בתנאי סביבה קיצוניים וקשים כגון:

  • טמפרטורת סביבה בטווח שבין –40 לבין +70 מעלות צלזיוס
  • הלם טמפרטורה בטווח שבין –40 לבין +70 מעלות צלזיוס, תוך שלוש דקות
  • הלם מכני: ±20 G; חצי סינוס, 11 מילי–שניות
  • יותר מ–90 % לחות יחסית
  • רעידות – עד 2 קילו–הרץ
  • גובה פעולה בטווח שבין –400 מ’ ועד 155,000 מ’
  • פליטת EMI מופחתת ופליטת RFI מזערית

הבחירה המתאימה

משקלו הקל וגודלו הקומפקטי של  Hornetמבית Elmo הפך אותו לבחירה האידיאלית עבור הרובוט, וההספק הגבוה של המגבר במקום מאפשר להשיג את הביצועים האופטימאליים, אפילו כאשר הרובוט נושא מטען של 30 ק”ג ובמשקל כולל של 50 ק”ג. חברת Elmo מספקת תיעוד מפורט ושירותי יעוץ לשילוב של המוצר במעגל המודפס. באופן כזה, מתאפשרת ההתאמה הטובה ביותר האפשרית עבור היישום. המגבר Hornet  כולל אלגוריתמים מתוחכמים לבקרת תנועה המספקים תנועה מדויקת, כניסות משוב מגוונות, יכולות תכנות ותמיכה בתקשורת.

התוכנה Elmo Studio (תוכנה קניינית של Elmo) משמשת לתכנות הפקודות למגבר Hornet ומאפשרת לרובוט לבצע את המשימות המדויקות שדורשות תנועה מהירה ומדויקת.

במסגרת:

הדרישות ממעגל הדחיפה: להיות בעל גודל קומפקטי והספק גבוה

מגברי Hornet מבית אלמו הינם חכמים, קומפקטיים ומתאימים להספק גבוה. המקרה המתואר בכתבה זו מציג את הסיפור של אחד מלקוחות החברה (יצרן של כלי רכב קשיחים, בלתי מאוישים, שמיועדים לשימוש מחוץ למבנה) שהשתמש בהם לתכנון רובוט נייד שמתאים לכל תוואי השטח. הכתבה תסביר לך כיצד:

  • להשיג הספק שיא של 3.2 קילו–וואט באמצעות מגבר שגודלו כגודל קופסת גפרורים
  • לקבל בקרת תנועה מעולה – גם בהתקנים מבוקרים מרחוק
  • להשתמש במוצרים שמסוגלים לעמוד בתנאים קיצוניים וגם עומדים בתקנים צבאיים
  • לקצר עד למינימום את זמן הפיתוח שלך, וכתוצאה מכך, לצאת לשוק בזמן קצר יותר.

תגובות סגורות