@Work Hardware

Mechanisch, elektrisch, elektronisch.

Die Hardware spielt eine entscheidende Rolle bei Robotern, da sie die physischen Komponenten bereitstellt, die für ihren Betrieb erforderlich sind. Die Hardware eines Roboters umfasst verschiedene mechanische, elektrische und elektronische Komponenten, die es dem Roboter ermöglichen, mit seiner Umgebung zu interagieren, Aufgaben auszuführen und seine beabsichtigten Funktionen zu erfüllen.

Unser Ansatz bei der Entwicklung einer neuen mobilen Plattform für den Einsatz in der RoboCup@Work-Liga besteht darin, einen Roboter zu bauen, der kleiner und dadurch wendiger ist als andere Wettbewerber. Neben dem Aufbau des Systems streben wir auch niedrige Wartungskosten an.

Hardware Module

Basisstruktur

Die Basisstruktur der Plattform besteht aus einer einfachen Metallblechkonstruktion in Kombination mit standardmäßigen Aluminiumprofilen. Diese Konstruktion ermöglicht den einfachen Austausch der extern angebrachten 3D-gedruckten Sensorgehäuse und erleichtert somit eine schnellere Evaluierung dieser Komponenten. Zur Fortbewegung der Basis werden vier 65W BLDC-Motoren mit einer 1:26-Getriebeübersetzung verwendet, die jeweils mit einem Mecanum-Rad verbunden sind. Die Motorsteuerungen sind eigens entwickelte Elektronikkomponenten, die derzeit über ein USB-Protokoll gesteuert werden, jedoch sind zukünftige Pläne vorgesehen, CAN-Kommunikation zu implementieren. Die Basis ist mit einem Li-Ionen-Akkumulator als Stromquelle ausgestattet und verfügt über eine selbst entwickelte Spannungsregelungs- und Verteilerplatine.

Aktorik

Für die Manipulation verwenden wir den kostengünstigen und leichten Roboter Kinova Gen3-lite mit integriertem Greifer. Das kompakte Design ermöglicht es uns, den Arm direkt in die Basisplattform zu integrieren.

Sensorik

Die mobile Plattform ist mit zwei handelsüblichen Laser-Entfernungsmessern (Hokuyo UST-LX10) ausgestattet, die sich an der Vorder- und Rückseite der Plattform befinden. Diese Sensortypen haben eine Erfassungsreichweite von bis zu zehn Metern, was für den Einsatz in Innenräumen mehr als ausreichend ist. Zusätzlich wird eine RGB-D-Kamera (Intel RealSense D435i) am Handgelenk des Manipulators verwendet, um Objekte zu erkennen, zu klassifizieren und Barrieren zu erkennen. In Zukunft werden Time-of-Flight-Sensoren in die Basis integriert, um tote Winkel der Laserscanner zu eliminieren.