În domeniul roboticii, șasiul este piatra de temelie care îi determină mobilitatea și adaptabilitatea la mediu. Un șasiu bine proiectat nu numai că se descurcă pe teren complex, ci este și o condiție prealabilă pentru un control precis și aplicații avansate.
Luând ca exemplu șasiul pe șenile, un design excelent al șasiului pe șenile trebuie să adere la trei principii de bază: adaptabilitatea terenului, stabilitatea mișcării și extinderea bogată. Aceste trei sunt interconectate și împreună constituie performanța generală a șasiului.
Mai multe șasiuri pe șenile cu sisteme de suspensie lansate de Huaner au fost bine-primite de studenți, ingineri și pasionați de robotică datorită performanței lor excelente. Astăzi, vom lua ca exemplu șasiul pe șenile Raptor de la Huaner pentru a analiza în profunzime punctele cheie de design ale unui șasiu pe șenile excelent, atât din perspectiva academică, cât și din perspectiva practicii de inginerie.
Sistem de suspensie cu arc de torsiune cu elasticitate ridicată-Când un șasiu se confruntă cu suspensie pe roți sau presiune neuniformă la sol, își va pierde tracțiunea și stabilitatea. Inovația lui Raptor constă în designul său patentat-sistemul de suspensie cu arc de torsiune cu-elasticitate ridicată. Miezul acestui sistem este un mecanism cu arc de torsiune-braț oscilant bazat pe oțel carbon cu-elasticitate ridicată. Când o roată de drum întâlnește un obstacol și este ridicată, brațul oscilant forțează arcul de torsiune să se deformeze elastic. Acest proces aduce trei avantaje principale:
Adaptare pasivă: Sistemul asigură pasiv că toate roțile de drum sunt în contact cu solul cât mai simultan posibil, mărind zona de contact și îmbunătățind stabilitatea, fără a fi nevoie de senzori sau controlere.
Depozitarea și eliberarea energiei: Arcul de torsiune absoarbe energia de impact atunci când este comprimat și revine fără probleme atunci când este eliberat, absorbind și tamponând efectiv impacturile de la sol și protejând senzorii de precizie montați deasupra, cum ar fi LiDAR, camerele de adâncime și controlerul principal.
Menținerea tracțiunii: Pe teren accidentat, menținerea mai multor roți în contact cu solul în orice moment înseamnă că puterea poate acționa continuu și eficient pe sol, prevenind alunecarea și pierderea de putere din cauza suspensiei.
Acest design transformă șasiul Raptor dintr-o structură rigidă într-un sistem flexibil care poate „sesiza” și „se poate adapta” la teren, extinzându-și considerabil accesibilitatea în mediile de drum accidentate.
Funcționare diferențială și control precis: Raptor utilizează o structură clasică de antrenare diferențială. Cele două piste sunt conduse de motoare independente de-codor de mare precizie, formând un sistem de control-în buclă închisă. Controlerul poate cunoaște viteza exactă și unghiul motorului în timp real, compensând astfel situațiile anormale precum alunecarea. Mișcarea înainte, înapoi și întoarcerea pe orice rază sunt realizate prin controlul diferenței de viteză dintre cele două piste.
Pentru a preveni alunecarea, Raptor folosește șenile de nailon anti-alunecare cu un design dintat care prinde eficient solul, oferind o tracțiune mai mare. Designul de îmbinare al roților și șenilelor motoare ale șasiului asigură o transmisie eficientă a puterii și previne deraierea. Roțile de drum-de tip rulment reduc foarte mult rezistența la rulare, asigurând o transmisie lină a puterii la sol.
Împuternicirea aplicațiilor avansate
Un șasiu excelent nu este doar o platformă mobilă, ci și o platformă pentru senzori și inteligență. Designul lui Raptor ia în considerare pe deplin acest lucru.
Poate transporta accesorii de extensie, cum ar fi LiDAR, camere de adâncime și brațe robotizate. Caracteristicile sale stabile și rezistente la șocuri-oferă o bază-de înaltă calitate pentru achiziția de date pentru camerele LiDAR și de adâncime, care este o condiție prealabilă pentru cartografierea de înaltă-precizie și evitarea dinamică a obstacolelor. Informații precise ale contorului de parcurs furnizate de codificatoare de-înaltă precizie și un șasiu robust permit vehiculului să reducă erorile acumulate și să realizeze detectarea în buclă închisă-în cartografierea și navigarea SLAM.
Deoarece Raptor realizează un echilibru bun între stabilitate, acuratețe și adaptabilitate, este utilizat pe scară largă în roboții lui Huaner, cum ar fi robotul urmărit MentorPi-T1 și robotul hibrid LanderPi{-T1, oferind o platformă mobilă fiabilă și puternică pentru învățarea ROS2, dezvoltarea de aplicații AI și cercetarea de nivel înalt-inteligentă.
În rezumat, proiectarea unui șasiu bun pe șenile este un proiect de inginerie de sisteme, mult mai mult decât asamblarea pieselor. Necesită nu numai un control diferențial precis și componente de transmisie anti-alunecare, de înaltă-rigiditate, ci și un sistem de suspensie pentru a face față terenurilor complexe și o integrare profundă cu senzori-de nivel superior și algoritmi inteligenți pentru a-și elibera întregul potențial.
