Применение робототехники – автономная снегоуборочная машина с удаленным управлением

Дети пошли на робототехнику. Заодно посмотрел мульт “Записки о робототехнике”. Это все здорово, но есть одна глобальная ЖОПА с этой робототехникой – это цель.

То есть чтобы что-то делать в этой области, надо иметь четкую задачу, которую мы хотим решить. И я не занимался роботами, потому что такой задачи не было. А тут меня пробило! Вот такая задача:

Надо сделать робота, который бы ездил и убирал снег.

Применение номер 1 – это помощь матушке на даче. Она уже в возрасте и постоянно снег убирать – это тяжкий труд. Поэтому можно помочь с помощью робота. Ну примерно также, как дома ездят роботы пылесосы. От них не очень много толка, но пыль немного собирают – уже хорошо.

Теперь сразу о технических задачах и решениях возможных. Первый вопрос – а как снег убирать? Есть несколько вариантов:

  • сгребать снег в кучи, как делают бульдозеры, грейдеры и т.п.
  • собирать снег ковшом, как это делают фронтальные погрузчики, и вывозить.
  • плавить снег тепловой пушкой (утопия, но тоже вариант).
  • отбрасывать снег, как это делают шнековые снегоуборщики.

Представим себе, что робот должен быть не очень большим, но достаточным, чтобы убрать 20 см снега, покрытого ледяной коркой. Это сразу приведет нас к тому, что бульдозер или фронтальный погрузчик будут большого размера, а иначе они просто не справятся со льдом на снегу. Плавилка тоже сразу отпадает – долго и затратно. Остается шнековый уборщик.

Как мне видится – разогнанные до большой скорости тяжелые металличекие шнеки, пусть даже не очень большого размера – отлично справятся с заледенелым снегом.

И так мы выбрали снегоотбрасывающий механизм. У него будет довольно большая мощность – пара килловатт точно уж. Значит питание должно быть соответствующим. Плюс эта хреновина должна ездить по снегу/льду. Приступим к выбору движущей части. Вариантов не много:

  • колесный ход
  • гусеничный ход
  • шнековый ход
  • воздушная подушка
  • антигравитационный двигатель.

Ну антигравицапу еще не сделал, воздушная подушка – тоже гемор, шнековый ход – делали умельцы, но как он на практике – хз. Остаются колеса и гусеницы. Вообще гусеницы большей проходимостью обладают, как я понимаю, но сама конструкция получается довольно сложной – это ж надо гусеницы ваять, катки, приводы… вобщем мысль хорошая, если готовый комплект где-то нарыть, например взять макетный танк китайского производства на металле – стоит 10к сразу. Да ну нафиг. Тогда остаются только колеса.

С колесами все довольно просто и понятно. Левая и правая сторона должны раздельно грести – два двигателя. Поворачивать будет легко, рулевая система отдельно не понадобится – это ж не гонки.

Подведу итог решений:

Конструкция общая: рама, два двигателя на левую и правую стороны, колеса подключены к двигателям. Можно от одного двигателя крутить только переднее колесо, а можно сразу оба по одному борту – тогда надо будет какой-то ременной или шестеренный механизм вкрячивать.

Конструкция снегоуборочной части: два шнека, вращающиеся друг на встречу другу или один шнек с шипами (выступами) для дробления ледяного наста, двигатель, рукав для отброса снега в нужную сторону.

Питание: от сети проводом на торчащей вверх штанге в виде мягкого провода. Защита на стороне подключения провода к сети – автомат от КЗ на 16А. Ваять аккумуляторы тяжелые и систему зарядки – да ну в баню. Лазером тоже такую мощность не передать.

Мониторинг: Влагозащищенная уличная IP WIFi или Ethernet камера с PoE и ИК подсветкой, установленная на той же штанге сверху. Тут только одно “но” – нужно, чтобы камеру не забрасывало снегом/грязью. Какая-то система очистки оптики нужна. Можно вкрячить автомобильный стеклоомыватель с незамерзайкой – компактно и эффективно.

Управление: собственно нам нужно удаленно включать следующие вещи:

  • питание левого двигателя – 1
  • питание правого двигателя – 2
  • одновременное питание левого и правого двигателя
  • питание двигателя снегоуборщика – 3
  • питание камеры – 4
  • питание системы омывания оптики камеры – 5
  • питание фары (хотя при ИК питании она может и не нужна) – 6

То есть 6 реле, управляемых по сети. Наверное что-то можно найти готовое уже – блок релюх с ethernet. Далее – этот блок соединяем с роутером, с которым у нас есть связь из дома. Камеру цепляем к роутеру по WiFi допустим.

Алгоритм работы снегоуборочного робота:

  1. Сидим дома. Подключаем реле питания камеры.
  2. Подключаемся к камере. Видим, что навалил снег.
  3. Включаем фару.
  4. Убедились, что нет людей рядом.
  5. Включаем двигатели – едем к месту уборки.
  6. Включаем двигатель снегоубощика.
  7. Катаемся вперед-назад со смещением вбок – убираем снег в одну сторону.
  8. После уборки снега едем на “базу”, выключив снегоуборщик.
  9. Созерцаем убранные дорожки и площадки, получаем самоудовлетворение и +1 в карму за помощь родителям (друзьям, родственникам и т.п.)
  10. Вырубаем фару, камеру.

Вот такая вот мысль. Дайте денег – сделаю макет!

1 thought on “Применение робототехники – автономная снегоуборочная машина с удаленным управлением

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *


Warning: call_user_func_array() expects parameter 1 to be a valid callback, class 'ZeroSpam\Modules\Comments\Comments' does not have a method 'enqueue_davidwalsh' in /home/iwmsbox/oldgod.ru/docs/wp-includes/class-wp-hook.php on line 287