Kompakte Kugelrollen

Konstruktion einer möglichst kompakten gefederten Kugelrolle.

Zusammenfassung

Unsere Roboter verfügen über zwei Antriebsräder und stützen sich zusätzlich auf Kugelrollen [1] ab. Für größere Aktoren in der Nähe des Bodens sind diese Rollen oft zu sperrig. Kompakte und in sich gefederte Kugeln sind verfügbar [2] aber bisher noch nicht getestet. Wichtig ist, dass die Kugelrolle trotz kompakter Bauform nicht zu klein wird, um Unebenheiten im Boden ausreichend ausgleichen zu können. Die Steifigkeit der Federung solle möglichst einfach anpassbar sein, damit je nach Fahrverhalten des Roboters nachjustiert werden kann.
Ziel dieses Projekts ist der Aufbau einer kompakten Kugelrollen-Baugruppe mit Federung und einfacher Schnittstelle zur Montage im Roboter.

Aufgaben

  • Recherche zu möglcihen Komponeneten oder fertigen Lösungen
  • Aufbau einer wiederverwendbaren Baugruppe im CAD

Tools

  • SolidWorks CAD

Links

[1] https://www.maedler.de/product/1643/1629/468/kugelrollen-310-320-mit-befestigungselement
[2] https://www.halder.com/gb/Products/Standard-Parts/Machine-and-Fixture-Elements/Spring-Plungers/Spring-Plungers-with-moveable-ball-and-internal-hexagon

Portabler 3D-Drucker

Neuaufbau unseres alten 3D-Druckers als „mobiler“ Drucker

Zusammenfassung

Unser alter 3D-Drucker  Flashforge Creator Klon [1] ist seit mehreren Jahren aus dem aktiven Dienat entlassen. Da seine Bauform sich sehr gut zwischen anderen kisten verstauen lässt, wäre es aber gut ihn als „Reisedrucker“ für Wettbewerbe wieder einsatzbereit zu machen. Dazu müsste die Hardware gewartet und nach Bedarf teilweise erneuert werden. Auch Softwareseitig sollte nach neuen Oprionen für die stark veraltete Firmware geschaut werden, um den Workflow zu vereinfachen [2]. Auch zusätzlcihe hilfreiche Modifikationen sind denkbar und erwünscht. Ein ideales Einsteiger- und Bastelprojekt.

Aufgaben

  • Hardware überprüfen und warten
  • Recherche zu Druckersoftware und Workflows
  • mechanische Modifikationen für einfacheren Transport

Links

[1] https://flashforge-germany.com/de/product_info.php?info=p7_flashforge-creator-pro.html
[2] https://reprap.org/wiki/List_of_Firmware

Odocal-Automation

Umsetzen eines Tools zur automatischen Odometriekalibrierung.

Zusammenfassung

Unsere Roboter orientieren sich auf dem Spielfeld unter anderem mit Hilfe einer Odometrie. Diese besteht aus zwei mitlaufenden Rädern, die die zurückgelegte Distanz messen und so eine Positionsbestimmung ermöglichen. Damit die Berechnung der Pose möglichst genau ist, müssen die exakten geometrischen Parameter des Messsystems kalibriert werden [1]. Bisher wurde dieser Prozess manuell druchgeführt.
Inzwischen sind wir in bestitz einer Cognex -Kamera [2], die über weitreichende Funktionen zur Objekterkennung und Positionsbestimmung verfügt. Ziel ist es mit dieser Kamera ein automatisches Messsystem aufzubauen und den Kalibrierungsprozess so weit wie möglich zu automatisieren.

Aufgaben

  • Aneignen von Grundwissen zur Funktionsweise der Odometrie
  • Einarbeiten in vorhandenen Code und Systeme zur Odometriekalibrierung
  • Konzipieren und Umsetzen einer automatisierten Lösung
  • Test und Validierung des Systems

Tools

  • C++ (Code verstehen, neu geschriebene Module können auch anders umgesetzt werden)
  • Robot Operating System (ROS)
  • Cognex In-Sight

Links

[1] http://www.cs.cmu.edu/~motionplanning/papers/sbp_papers/kalman/chong_accurate_odometry_error.pdf
[2] https://www.cognex.com/products/machine-vision/2d-machine-vision-systems/in-sight-7000-series/specifications

Remote-UI

Aufbau eines Geräts zur drahtlosen Konfiguration des Roboters.

Zusammenfassung

Vor den Wettbewerbsspielen und beim Testen müssen an den Robotern verschiedenste Einstellungen vorgenommen werden. Dafür verfügen unsere Bots über ein Userinterface (UI) mit Display und Bedienelementen. Um im Roboter Platz zu sparen und die Bedienung zu vereinfachen, soll dieses integrierte Interface auf die nötigsten Grundfunktionen reduziert werden und stattdessen ein externes Gerät zum Bedienen des Roboters zum Einsatz kommen. Die Kommunikation [1] mit den Robotern soll drahtlos erfolgen. Zur Sicherheit wäre die zusätzliche Option eines kabelgebundenen Betriebs wünschenswert. Das externe Gerät kann selbst aufgebaut oder die UI-Funktion als Anwendung auf einem fertigen Gerät (z.B. Tablet) umgesetzt werden..

Aufgaben

  • Entwickeln eines geeigneten Grundkonzepts
  • Beschaffen oder Aufbau des Remote-Gerätes
  • Userinterface inklusive Schnittstellen programmieren

Links

[1] http://wiki.ros.org/ROS/Patterns/Communication

ArUco Erkennung

Es soll ein System zum Lokalisieren von ArUco Markern aufgebaut werden.

Zusammenfassung

In den neusten Eurobotregeln wurde ein neues System zur Objekterkennung eingeführt: ArUco Marker [1]. Diese sollen auch in Zukunft vermehrt auf dem Spielfeld und an Handlingelementen zum Ensatz kommen. Daher soll ein wiederverwendbares System zum Erkennen und zur Positionserfassung dieser Marker implementiert werden. Im Roboter kann dazu einen Webcam an den Hauptrechner angeschlossen werden, deren Bilder in einem ROS-Node [2] ausgewertet werden sollen.
Es ist nach Regelwerk außerdem zulässig ein zusätzliches Erkennungssystem über dem Spielfeld zu montieren. Dafür müsste ein Haltesystem konstruiert und geeignete Hardware zur Bildverarbeitung und Kommunikation (z.B. RapsberryPi) ausgewählt werden.

Aufgaben

  • Einarbeitung in ArUco und geeignete Bibliotheken
  • Implementierung eines Systems mit Kamera im Roboter
  • zusätzlich: Aufbau eines zentralen Erkkenungssystems

Tools

  • Programmiersprache nach Wahl
  • Robot Operating System (ROS)
  • SolidWorks CAD

Links

[1] https://docs.opencv.org/trunk/d5/dae/tutorial_aruco_detection.html
[2] http://wiki.ros.org/aruco

Antriebsplatinen aus dem Reinraum

Nach dem wir seit letztem Herbst eine neue Platine für die Antriebsregelung und Lokalisierung unserer Roboter entwickelt und bereits mit einem Prototypen getestet haben, konnten wir eine zweite Version mit einigen Verbesserungen fertigen. Das Institut für Aufbau und Verbindungstechnik der TU Dresden ermöglichte uns dafür die Nutzung eines Reinraums. Durch die Beta LAYOUT GmbH wurden wir mit einer hochwertigen Grundlage, den eigenentwickelten PCBs unterstützt.

Zunächst wurde Lötpaste auf die Pads mit den mitgelieferten Schablonen aufgetragen.

Nach der optischen Kontrolle des Pastenauftrags konnte direkt zum Platzieren der Komponenten durch einen manuellen Bestückungsautomaten übergegangen werden. Wegen einer Vielzahl kleiner passiver Komponenten nahm dies die meiste Zeit in Anspruch. Durch Würth Elektronik wurden wir dafür mit zahlreichen Kondensatoren, Widerständen, Spannungsreglern und Dioden unterstützt.

Einfahrt in die erste Vorheizzone
Zweite Vorheizzone
Reflowzone

Die Platinen konnten nun in den Reflow-Ofen, den sie in den drei Zonen durchlaufen haben. Dabei wurde die Paste in der dritten und damit letzten Reflow-Zone bei über 200 Grad Celsius aufgeschmolzen.

Das Ergebnis der abschließenden optische Kontrolle unter dem Mikroskop war zufriedenstellend. Eine kritische Komponente, der STM32H7-Mikrocontroller, war korrekt montiert. Es kam allerdings zur Brückenbildung zwischen einigen benachbarten Pads, so dass dort noch manuell nachbearbeitet werden muss.

als gesamte Antriebsblockbaugruppe

Wir finden das Ergebnis kann sich sehen lassen. In diesem Zusammenhang möchten wir unseren Unterstützern danken, die uns durch Komponenten und Werkzeugen dieses Projekt ermöglicht haben.

Projektbericht by fillamentum

3D-Druck ist aus der Entwicklung und Konstruktion unserer Roboter gar nicht mehr wegzudenken. Wichtig ist dabei nicht nur ein guter Drucker, sondern auch das passende Filament.

Wir setzen seit einiger Zeit Fillamentum ASA Extrafill ein und sind absolut begeistert. Es weist eine hervorragende Festigkeit und geringe Feuchtigkeitsaufnahme auf. Außerdem ist es verzugsarm und hält auch anspruchsvollen Belastungen stand.

Fillamentum hat ein kleinen Artikel über uns veröffentlicht. Schaut doch einfach mal vorbei.

Zur Abwechslung berichtet hier einmal jemand über uns: die Firma MÄDLER.

Seit vielen Jahren zählt MÄDLER zu unserern Unterstützern und wir freuen uns, beim Eurobot 2020 unter anderem auch Dank MÄDLER Teilen unsere Roboter auf Segelreise schicken zu können.

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Heute möchten wir Ihnen den TURAG e.V. vorstellen, bestehend aus einer studentischen Robotikarbeitsgruppe der TU…

Gepostet von MÄDLER am Mittwoch, 18. Dezember 2019

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