Weiterentwicklung der Roboterplattform Rumbler

Weiterentwicklung der Roboterplattform Rumbler (Kettenfahrzeug)

Aufgabenstellung

Bei der Roboterplattform Rumbler handelt es sich um ein Kettenfahrzeug, dessen Basis aus zugekauften Komponenten der Firma Superdroid Robots besteht. Hauptsächlich wurden von dem Anbieter das Chassis mit den Ketten,
die Fahrmotoren inklusive einem Leistungs-Motortreiber und ein Manipulatorarm beschafft. Zudem sollen nach und nach weitere Komponenten verbaut werden, zu denen auch ein Laserscanner gehört, um Karten
der Umgebung mit eventuellen Hindernissen zu erstellen.
Das Gesamtsystem Rumbler ist in sieben Subsysteme unterteilt. In dieser Arbeit wurde eines der Subsysteme entwickelt und programmiert.
Es handelt sich hierbei um das Drive Subsystem, welches unter anderem für den Fahrbetrieb zuständig ist.
Es soll dabei die beiden geplanten Fahrmodi “manuell” und “autonom” unterstützen. Im manuellen Fahrmodus soll das Fahrzeug mittels einer Fernbedienung gesteuert werden können, wozu es nötig ist die Signale der Fernbedienung
über den Empfänger auszuwerten und entsprechend umzusetzen. Im autonomen Fahrbetrieb sollen Wegpunkte, welche durch das Logic Subsystem ermittelt wurden, abgefahren werden.
Die erforderliche Kommunikation zum Datenaustausch der einzelnen Subsysteme soll dabei über einen CAN-Bus erfolgen. Weiterhin sollen von diesem Subsystem, über das Power Subsystem, die Hochstromversorgung für die Motoren,
den Manipulatorarm und des Servo zur Ausrichtung des Laserscanners gesteuert, der Gesamtstrom des Systems und die Batteriespannung überwacht werden. Zudem sollen noch einige Notaus-Funktionalitäten bereitgestellt werden.


Durchführung

Im Ersten Teil der Arbeit wurde die Hardware entwickelt, die erforderlich ist, um die zuvor an dieses Subsystem festgestellten Nutzungsanforderungen zu erfüllen.
Zu diesen Anforderungen gehört unter anderem die Anbindung des Empfängers der Fernbedienung, zweier Encoder zur Streckenmessung, eines Notausschalters und des Treibers für die Fahrmotoren. Weiterhin wird ein Mikroprozessor benötigt,
um die erforderlichen Messwerte und Signale zu verarbeiten und die Kommunikation zu den anderen Subsystemen herzustellen.
Im zweite Teil wurde die Software für den Mikroprozessor erstellt. Dabei werden zwei Verwendungszwecke unterschieden. Im ersten soll ging es nur darum die aufgebaute Platine auf ihre korrekte Funktion zu überprüfen.
Im zweiten Fall wurden die oben genannten Funktionen implementiert werden.


Fazit

Der Drive Subsystem Controller wurde gemäß den Anforderungen enwickelt. Es wurde die notwendige Hardware, um die Peripherie-Komponenten des Subsystems und um andere Subsysteme anzubinden, entwickelt und dokumentiert.
Zudem wurden zwei verschiedene Programme für dieses Subsystem entwickelt. Das erste Programm dient zum Testen der Funktion der Platine, alleine und in Verbindung mit dem Gesamtsystem Rumbler.
Bei dem zweiten Programm handelt es sich um ein fertiges Fahrprogramm, zum Fahren mit der Fernbedienung oder abfahren von Wegpunkten, welche durch das Logic-Subsystem ermittelt wurden.

Bei den abschließenden Tests mit den bereits vorhanden Subsystemen, konnte gezeigt werden, dass alle Nutzungsanforderungen an dieses Subsystem erfüllt wurden. Es wurden sowohl Testfahrten mit der Fernbedienung als auch
mit manuell ermittelten Wegpunkten durchgeführt. Dabei wurde auch die Funktion der Überstrom-Abschaltung und der Unterspannungs-Überwachung überprüft.

 

Ralf Rüther, Juni 2011

FTW-TV5 Rumbler

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