U području robotike, šasija je kamen temeljac koji određuje njegovu mobilnost i prilagodljivost okolišu. Dobro-projektirana šasija ne samo da se nosi sa složenim terenom, već je i preduvjet za preciznu kontrolu i napredne primjene.
Uzimajući šasiju na gusjenicama kao primjer, izvrstan dizajn šasije na gusjenicama mora se pridržavati tri temeljna načela: prilagodljivost terenu, stabilnost kretanja i bogata proširivost. Ovo troje je međusobno povezano i zajedno čine ukupnu izvedbu šasije.
Nekoliko šasija na gusjenicama sa sustavima ovjesa koje je objavio Huaner dobro su -primili studenti, inženjeri i entuzijasti robotike zbog izvrsnih performansi. Danas ćemo uzeti Huanerovu šasiju na gusjenicama Raptor kao primjer kako bismo duboko analizirali ključne točke dizajna izvrsne šasije na gusjenicama iz perspektive akademske i inženjerske prakse.
Sustav ovjesa s torzijskom oprugom visoke-elastike Kada se šasija suoči s ovjesom kotača ili neravnim pritiskom na tlo, izgubit će trakciju i stabilnost. Raptorova inovacija leži u njegovom patentiranom dizajnu-sustavu ovjesa s torzionim oprugama-visoke elastičnosti. Srž ovog sustava je torzijska opruga-mehanizam zakretne ruke temeljen na-ugljičnom čeliku visoke elastičnosti. Kada kotač naiđe na prepreku i podigne se, zakretna ruka prisiljava torzijsku oprugu da se elastično deformira. Ovaj proces donosi tri ključne prednosti:
Pasivna prilagodba: Sustav pasivno osigurava da su svi kotači na cesti u kontaktu s tlom što je istovremeno moguće, povećavajući kontaktnu površinu i poboljšavajući stabilnost, bez potrebe za senzorima ili upravljačima.
Pohranjivanje i otpuštanje energije: Torzijska opruga apsorbira energiju udarca kada je stisnuta i glatko se odbija kada se otpusti, učinkovito apsorbirajući i ublažavajući udarce od tla i štiteći precizne senzore postavljene na vrhu, kao što su LiDAR, dubinske kamere i glavni upravljač.
Održavanje trakcije: Na neravnom terenu, održavanje više kotača u kontaktu s tlom u svakom trenutku znači da snaga može kontinuirano i učinkovito djelovati na tlo, sprječavajući proklizavanje i gubitak snage zbog ovjesa.
Ovaj dizajn transformira šasiju Raptora iz krute strukture u fleksibilan sustav koji može "osjetiti" i "prilagoditi" se terenu, uvelike proširujući njegovu prohodnost u okruženjima s lošim cestama.
Diferencijalni rad i precizna kontrola: Raptor koristi klasičnu strukturu diferencijalnog pogona. Dvije gusjenice pokreću neovisni visoko-precizni motori kodera, tvoreći zatvoren-sustav upravljanja petljom. Kontroler može znati točnu brzinu i kut motora u stvarnom vremenu, kompenzirajući tako nenormalne situacije kao što je proklizavanje. Kretanje naprijed, kretanje unatrag i skretanje u bilo kojem radijusu postižu se kontrolom razlike u brzini između dvije staze.
Kako bi spriječio klizanje, Raptor koristi protuklizne najlonske gusjenice s nazubljenim dizajnom koji učinkovito prianja za tlo, pružajući veću trakciju. Dizajn pogonskih kotača i gusjenica šasije u mreži osigurava učinkovit prijenos snage i sprječava iskliznuće. Ležajevi-točkovi uvelike smanjuju otpor pri vožnji, osiguravajući nesmetan prijenos snage na tlo.
Osnaživanje naprednih aplikacija
Izvrsna šasija nije samo mobilna platforma, već i platforma za senzore i inteligenciju. Raptorov dizajn to u potpunosti uzima u obzir.
Može nositi dodatne dodatke kao što su LiDAR, dubinske kamere i robotske ruke. Njegove stabilne karakteristike-otporne na udarce pružaju visoko-temelj prikupljanja podataka za LiDAR i dubinske kamere, što je preduvjet za visoko-precizno mapiranje i dinamičko izbjegavanje prepreka. Precizne informacije brojača kilometara koje pružaju visoko-precizni koderi i robusna šasija omogućuju vozilu smanjenje akumuliranih pogrešaka i postizanje zatvorene-otkrivanja petlje u SLAM kartiranju i navigaciji.
Budući da Raptor postiže dobru ravnotežu između stabilnosti, točnosti i prilagodljivosti, naširoko se koristi u Huanerovim robotima, kao što su MentorPi-T1 gusjenični robot i LanderPi-T1 hibridni robot, pružajući pouzdanu i snažnu mobilnu platformu za ROS2 učenje, razvoj AI aplikacija i visoko-razinu istraživanja utjelovljene inteligencije.
Ukratko, projektiranje dobre gusjenične šasije je projekt sistemskog inženjeringa, puno više od pukog sastavljanja dijelova. Zahtijeva ne samo preciznu kontrolu diferencijala i komponente prijenosa-protiv proklizavanja, visoke-krutoće, već i sustav ovjesa za suočavanje sa složenim terenom i duboku integraciju sa senzorima-više razine i inteligentnim algoritmima za oslobađanje njegovog punog potencijala.
