Manual de usuario del robot móvil autónomo ROBOWORKS STM32F103RC Mecabot

Use a aplicación de control remoto proporcionada ou o control remoto físico opcional para navegar polo Mecabot. Siga as instrucións do manual de usuario para controis específicos.

FAQ

Q: Como cargar a batería do Mecabot?
- A: Para cargar a batería do Mecabot, conecte o cargador intelixente proporcionado ao porto de carga do robot e a unha fonte de enerxía. Permita que a batería se cargue completamente antes de desconectala.

Resumo

Mecabot é un robot educativo e de investigación baseado en ROS (Robot Operating System) para investigadores, educadores, estudantes e desenvolvedores de robótica.
Mecabot está equipado con controlador ROS integrado, LiDAR, cámara de profundidade, controlador STM32 Motor/Power/IMU e chasis metálico con rodas mecanum omnidireccionais.
Mecabot é ideal para principiantes en ROS cun prezo accesible, deseño compacto e paquete listo para usar. Mecabot tamén é unha sólida plataforma de robots móbiles autónomos (AMR) para proxectos de investigación e educación robótica.

Mecabot vén con catro variedades:

Mecabot 2 - Axeitado para principiantes en ROS e proxectos de baixo orzamento.

Mecabot Pro - Unha plataforma de robot móbil autónomo (AMR) ideal para a educación robótica, proxectos de I+D e prototipado rápido.
Mecabot Plus - Unha plataforma de robot móbil autónomo (AMR) ideal para aplicacións de robots de servizo interior. Esta categoría é o suficientemente seria como para ser considerada para o desenvolvemento industrial e comercial.

Mecabot X - Unha plataforma ideal para robots móbiles autónomos (AMR) para aplicacións de robots de servizo interior con carcasa metálica completa.

Mecabot vén con controladores ROS populares como:

Jetson – Orin Nano
Jetson – Orin NX

Compoñentes clave

Modelos

Variación	Imaxe
Mecabot 2

Mecabot Pro
Mecabot Plus
Mecabot X

Especificacións do produto

Introdución dos controladores ROS

Hai dous tipos de controladores ROS dispoñibles para usar co Mecabot baseado na plataforma Nvidia Jetson. Jetson Orin Nano é ideal para a educación e a investigación. Jetson Orin NX úsase con máis frecuencia en aplicacións comerciais e de prototipado.
A seguinte táboa ilustra as principais diferenzas técnicas entre os distintos controladores dispoñibles en Roboworks. Ambas placas permiten un alto nivel de computación e son adecuadas para aplicacións robóticas avanzadas como visión por ordenador, aprendizaxe profunda e planificación do movemento.

Sistema de detección

Sistema de detección: Cámara LiDAR e Profundidade

Un Leishen LSLiDAR está instalado en todas as variacións de Mecabot usando o modelo N10 ou M10. Estes LiDAR ofrecen un rango de dixitalización de 360 graos e a percepción do entorno e teñen un deseño compacto e lixeiro. Teñen unha alta relación de ruído de sinal e un excelente rendemento de detección en obxectos de alta/baixa reflectividade e funcionan ben en condicións de forte luz. Teñen un alcance de detección de 30 metros e unha frecuencia de exploración de 12 Hz. Este LiDAR intégrase perfectamente nos Mecabots, garantindo que todos os usos de mapeo e navegación se poidan conseguir facilmente no teu proxecto.

A seguinte táboa resume as especificacións técnicas dos LSLiDAR:

Ademais, todos os Mecabots están equipados cunha cámara de profundidade Orbbec Astra, que é unha cámara RGBD. Esta cámara está optimizada para unha gran variedade de usos, incluíndo control de xestos, seguimento de esqueleto, dixitalización 3D e desenvolvemento de nubes de puntos. A seguinte táboa resume as características técnicas da cámara de profundidade.

Placa STM32

Placa STM32 (control de motor, xestión de enerxía e IMU)

A placa STM32F103RC é o microcontrolador usado en todos os Mecabots. Ten un núcleo ARM Cortex -M3 RISC de 32 bits de alto rendemento que funciona a unha frecuencia de 72 MHz xunto con memorias integradas de alta velocidade. Funciona nun rango de temperatura de -40 °C a +105 °C, adecuándose a todas as aplicacións robóticas en climas mundiais. Hai modos de aforro de enerxía que permiten o deseño de aplicacións de baixo consumo. Algunhas das aplicacións deste microcontrolador inclúen: unidades de motores, control de aplicacións, aplicacións robóticas, equipos médicos e portátiles, periféricos para PC e xogos, plataformas GPS, aplicacións industriais, videoporteros e escáneres de sistemas de alarma.

STM32F103RC / Características

STM32F103RC	Características
Núcleo	ARM32-bit Cortex –M3 CPU Velocidade máxima de 72 MHz
Lembranzas	512 KB de memoria flash 64 kB de SRAM
Xestión do reloxo, reset e subministración	Alimentación de aplicacións e E/S de 2.0 a 3.6 V
Poder	Modos de suspensión, parada e espera subministración para RTC e rexistros de copia de seguridade
DMA	Controlador DMA de 12 canles
Modo de depuración	SWD e JTAG interfaces Cortex-M3 Embedded Trace Macrocell
Portos de E/S	51 portos de E/S (mapeables en 16 vectores de interrupción externos e tolerante a 5V)
Temporizadores	Temporizadores de 4×16 bits 2 x temporizadores PWM de control de motor de 16 bits (con parada de emerxencia) 2 x temporizadores de watchdog (independiente e Window) Temporizador SysTick (contador inverso de 24 bits) 2 temporizadores básicos de 16 bits para controlar o DAC
Interface de comunicación	Interface USB 2.0 de velocidade completa Interface SDIO Interface CAN (2.0B activa)

Sistema de dirección e condución

O sistema de dirección e condución está integrado co deseño e construción do Mecabot. Dependendo do modelo adquirido, será de 2 rodas ou 4 rodas motrices, sendo ambas as opcións adecuadas para unha variedade de fins de investigación e desenvolvemento. As rodas de todos os Mecabots son rodas mecanum omnidireccionais con todas as variedades, ademais do Mecabot estándar, que inclúe un sistema de suspensión independente. A familia de robots Mecabot é ideal para unha gran variedade de investigacións e aplicacións comerciais, polo que é o robot perfecto para o seu próximo proxecto.

Diagrama de deseño de Mecabot 2:

Diagrama de deseño de Mecabot Pro:

Diagrama de deseño de Mecabot Plus:

Diagrama de deseño de Mecabot X:

Xestión de enerxía

Todos os Mecabots veñen cun Power Mag de 6000 mAh, unha batería magnética LFP (Lithium Iron Phosphate) e un cargador de enerxía. Os clientes poden actualizar a batería a 20000 mAh cun custo adicional. As baterías LFP son un tipo de batería de ión-litio coñecida pola súa estabilidade, seguridade e longo ciclo de vida. A diferenza das baterías de ión-litio tradicionais, que usan cobalto ou níquel, as baterías LFP dependen do fosfato de ferro, que ofrecen unha alternativa máis sostible e menos tóxica. Son altamente resistentes á fuga térmica, reducindo o risco de sobrequecemento e incendio. Aínda que teñen unha densidade de enerxía máis baixa en comparación con outras baterías de ión-litio, as baterías LFP destacan pola durabilidade, cunha vida útil máis longa, unha carga máis rápida e un mellor rendemento a temperaturas extremas, polo que son idóneas para vehículos eléctricos (EV) e sistemas de almacenamento de enerxía. Power Mag pódese unir a calquera superficie metálica dun robot debido ao seu deseño de base magnética. Fai que cambiar as baterías sexa rápido e sinxelo.

Especificacións técnicas

Modelo	6000 mAh	20000 mAh
Paquete de baterías	22.4 V 6000 mAh	22.4 V 20000 mAh
Material do núcleo	Fosfato de litio-ferro	Fosfato de litio-ferro
Cutoﬀ Voltage	16.5 V	16.5 V
Vol. Completotage	25.55 V	25.55 V
Corrente de carga	3A	3A
Material de carcasa	Metal	Metal
Rendemento de descarga	Descarga continua 15A	Descarga continua 20A
Enchufe	Conector hembra DC4017MM (carga) Conector hembra XT60U-F (descarga)	Conector hembra DC4017MM (carga) Conector hembra XT60U-F (descarga)
Tamaño	177 * 146 * 42 mm	208 * 154 * 97 mm
Peso	1.72 kg	4.1 kg

Protección da batería:

Curtocircuíto, sobrecorrente, sobrecarga, protección contra sobredescarga, soporte de carga durante o uso, válvula de seguridade integrada, placa ignífuga.

Estación de carga automática (Power+):

A estación de carga automática inclúese co modelo Rosbot 2+ e pódese mercar por separado para funcionar con Rosbot 2, Rosbot Pro e Rosbot Plus.

Inicio rápido ROS 2

Cando o robot se acende por primeira vez, é controlado por ROS por defecto. É dicir, a placa controladora do chasis STM32 acepta comandos do controlador ROS 2: o Jetson Orin.
A configuración inicial é rápida e sinxela, desde o teu ordenador host (recoméndase Ubuntu Linux) conéctate ao punto de acceso wifi do robot. O contrasinal por defecto é "dongguan".

A continuación, conéctese ao robot usando SSH a través do terminal Linux, o enderezo IP é 192.168.0.100, o contrasinal predeterminado é dongguan.
Co acceso do terminal ao robot, podes navegar ata o cartafol do espazo de traballo ROS 2, en "wheeltec_ROS 2"

Antes de executar programas de proba, navegue ata wheeltec_ROS 2/turn_on_wheeltec_robot/ e localice wheeltec_udev.sh: este script debe executarse, normalmente só unha vez para garantir a configuración correcta dos periféricos.
Agora podes probar a funcionalidade do robot, para lanzar a funcionalidade do controlador ROS 2, executa: "roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch"

Nun segundo terminal, pode usar o nodo keyboard_teleop para validar o control do chasis, esta é unha versión modificada do popular ROS 2 Turtlebot example. Escriba: "roslaunch wheeltec_robot_rc keyboard_teleop.launch"

Paquetes ROS 2 Humble preinstalados

Abaixo amósanse os seguintes paquetes orientados ao usuario, mentres que outros paquetes poden estar presentes, só son dependencias.

turn_on_wheeltec_robot

Este paquete é fundamental para habilitar a funcionalidade do robot e a comunicación co controlador do chasis.
O script principal "turn_on_wheeltec_robot.launch" debe usarse en cada inicio para configurar ROS 2 e o controlador.

wheeltec_rviz2

Contén o lanzamento files para iniciar rviz cunha configuración personalizada para Pickerbot Pro.

wheeltec_robot_slam

Paquete de localización e mapeo SLAM con configuración personalizada para Pickerbot Pro.

wheeltec_robot_rrt2

Algoritmo de exploración rápida de árbores aleatorias: este paquete permite que Pickerbot Pro planifique un camiño ata a súa localización desexada, iniciando nodos de exploración.

Teclado_robot_wheeltec

Paquete cómodo para validar a funcionalidade do robot e controlala mediante o teclado, incluso desde o PC host remoto.

wheeltec_robot_nav2

Paquete de nodos ROS 2 Navigation 2.

wheeltec_lidar_ros2

Paquete ROS 2 Lidar para configurar Leishen M10/N10.

wheeltec_joy

Paquete de control de joystick, contén o lanzamento files para os nodos do Joystick.

simple_seguidor_ros2

Algoritmos básicos de seguimento de obxectos e liñas mediante escáner láser ou cámara de profundidade.

ros2_astra_camera

Paquete de cámara de profundidade Astra con controladores e lanzamento files.

www.roboworks.net

Documentos/Recursos

Robot móbil autónomo ROBOWORKS STM32F103RC Mecabot [pdfManual do usuario
STM32F103RC Robot móbil autónomo Mecabot, STM32F103RC, Robot móbil autónomo Mecabot, Robot móbil autónomo, Robot móbil, Robot

Referencias

Manual de usuario

Robot móbil autónomo ROBOWORKS STM32F103RC Mecabot

Instrucións de uso do produto

FAQ