Разработка концепт-дизайна мобильного робота

В мае мы завершили первый вариант полного дизайна робота. Хочу пошагово показать, с чего мы начали и что в итоге получилось.

Исходные требования

• Нужно создать концепт 3D-дизайна с учётом технических характеристик конструкции.
• Модель должна быть показана в среде — в помещении, под управлением человека в VR-гарнитуре Oculus Quest 3.
• Должны быть предоставлены исходные файлы.

Внешние параметры

• Матовый чёрный цвет. Возможны альтернативные цветовые схемы: белый, жёлтый.
• Размеры рамы: от 350 до 400 мм × (1300–1400 мм с учётом высоты колёс).
• Формат работы — как у Segway.
• Вид верхней П-образной рамы спереди и сзади должен быть идентичным.
• На верхней раме должны быть установлены камера глубины и LiDAR.
• На боковых рамах должны быть установлены светодиодные ленты.
• Светодиодные ленты также должны быть установлены на нижней платформе.
• На манипуляторах должны быть установлены камеры глубины, аналогичные Intel RealSense D405.

Механизм балансировки

Хвост всё время будет находиться в опущенном положении и иметь прямую форму, напоминающую букву П, с роликом на каждом конце. Ролики неприводные.

 

Колёса

Поворотные колёса, как на изображении: 3-дюймовые малые промышленные ролики

Манипуляторы

• Манипуляторы вытягиваются на полную высоту стойки.
• Высота — 1300 мм
• Длина — 650 мм
• Выступ на втором сочленении нужно доработать; инженер определит, как убрать или сместить конструкцию внутрь.

Конструкция захвата

Положение стоек манипуляторов

• Стойки должны быть повёрнуты под углом 45 градусов для максимального вылета.

Идея такого угла наклона стоек — обеспечить как можно больше рабочего пространства для манипуляторов.

Верхние датчики

• Камера глубины должна вращаться вперёд-назад.
• Сначала я думал использовать 3D-лидары, поэтому разместил один наверху.

Двигатели нижних колёс

• Размер: 8,5 дюйма
• 8,5-дюймовые колёса для электросамокатов

Первая версия основной рамы робота

 

 

В этой версии:

1. Мы решили использовать тяжёлую заднюю часть вместо адаптивного хвоста. Сначала я думал о баке с водой, так как нужно около 20 кг противовеса, чтобы компенсировать опрокидывающий момент вперёд при вытянутых руках с максимальным грузом.
2. Дизайнер использовал оранжевый цвет, чтобы робот был заметен издалека.

Первая версия основной рамы робота

 

Изменения

• Перешли на чёрный цвет, так как конструкционные прочные пластики чаще всего чёрные.
• Решили сделать плоскую заднюю поверхность, чтобы будущие пользователи могли что-то на неё ставить.
• Вместо бака с водой мы нашли мощные аккумуляторы, которыми можно компенсировать опрокидывающий момент вперёд.
• Дизайнер добавил передние фонари на мобильной базе, лидар и камеру глубины наверху рамы.

Последняя версия концепт-дизайна. Но не финальная…

• Дизайнер добавил 2 манипулятора.
• Задний фонарь.
• Кнопка остановки для предотвращения любого нештатного поведения. Как на следующем вирусном видео:
  https://youtu.be/1eYZr9vdGl8?si=-7L6Zf6fB64xzQUC
• Второй лидар

Примечания

Финальный дизайн будет отличаться от текущего.

• Сейчас мы работаем над компенсацией люфта двигателей с помощью схемы из двух сервоприводов, поэтому финальные манипуляторы будут иметь другую конструкцию.
• Вместо 3D-лидаров мы, вероятно, будем использовать комбинацию датчиков: 2D- и 1D-лидары, ультразвуковые дальномеры.