Οι αυτοματοποιημένοι ρόβερ είναι μια προηγμένη αλλά και συναρπαστική τεχνολογία για να μάθουμε περισσότερα για τους γειτονικούς μας πλανήτες. Η κατασκευή ενός Rover για τον Άρη μπορεί να είναι μια απαιτητική αποστολή για κάθε ομάδα, ειδικά απέναντι σε παγκόσμιες αβεβαιότητες όπως η πανδημία. Από προβλήματα στην εφοδιαστική αλυσίδα και καθυστερημένες αποστολές μέχρι περιορισμένη επικοινωνία και μειωμένες δια ζώσης συναντήσεις, η ομάδα DJS Antariksh απέδειξε ότι μπορεί να δημιουργήσει έναν πολύ επιτυχημένο Mars Rover ξεπερνώντας κάθε πρόκληση! Αν σας ενδιαφέρει το European Mars Rover Challenge ή έχετε πάθος για αυτόνομους ρόβερ, αυτό είναι το άρθρο για εσάς! Θα παρουσιάσουμε το ταξίδι της ομάδας DJS Antariksh για να δώσει ζωή στον Mars Rover της, χρησιμοποιώντας ηλεκτρικούς γραμμικούς ενεργοποιητές στο European Mars Rover Challenge!
Παρουσίαση της ομάδας DJS Antariksh
Η ομάδα DJS Antariksh αποτελείται από προπτυχιακούς φοιτητές διαφόρων κλάδων μηχανικής και είναι η επίσημη ομάδα Mars Rover του Dwarkadas J. Sanghvi College of Engineering, στη Βομβάη της Ινδίας. Για να επιδείξουν το πάθος τους για τον χώρο και τη ρομποτική, εργάζονται από κοινού στην κατασκευή του Rover τους, συμμετέχοντας παράλληλα σε διάφορα Mars Rover Challenges.
Στο ντεμπούτο τους, η ομάδα κατέκτησε την 3η θέση παγκοσμίως και κέρδισε το βραβείο Best Science Planning για το 2020. Στο European Rover Challenge (ERC) 2021 Remote, η DJS Antariksh κέρδισε την 1η θέση παγκοσμίως καθώς και τα βραβεία Best Science και Best Navigation. Ο επίσημος σχεδιασμός του Mars Rover τους – «Abhigyaan» – κέρδισε την 3η θέση στο International Rover Design Challenge (IRDC) 2022 και ήταν ο νικητής της 1ης θέσης του European Rover Challenge 2022 (REMOTE formula).
Η ομάδα DJS Antariksh στοχεύει να συνεχίσει με ορμή για την προετοιμασία του International Rover Challenge 2023. Παρά το γεγονός ότι προέρχεται από μία από τις πόλεις που επλήγησαν περισσότερο από την πανδημία, η ομάδα συνεχίζει να «αποκρυπτογραφεί» τα αδιανόητα και να επιδιώκει την αριστεία.
Σχεδιασμός και προγραμματισμός για τον Rover
Λίγο μετά τη σύσταση των μελών της για την DJS Antariksh, όλη η πολιτεία της ομάδας βρέθηκε σε lockdown λόγω της πανδημίας το 2020. Τότε, όλοι από τις σχολές τους ενθάρρυναν την ομάδα να δώσει τον καλύτερό της εαυτό και, αν μη τι άλλο, να αποκομίσει όσο το δυνατόν περισσότερη εμπειρία και γνώση. Παρότι δεν είχαν προηγούμενη γνώση ή εμπειρία σε Mars Rover, έκαναν όσο περισσότερη online δουλειά γινόταν: έρευνα, σχεδιασμό, brainstorming και ανάλυση ρίσκου για τον Rover τους. Τα πέντε υπο-τμήματα της ομάδας και οι ρόλοι τους είναι τα εξής:
- Τμήμα προγραμματισμού: εργάζεται σε αλγορίθμους για τις συνολικές λειτουργίες του rover και την αποδοτική ανίχνευση αντικειμένων.
- Τμήμα marketing: υπεύθυνο για τη συνολική διαχείριση της ομάδας και την οικονομική δικτύωση.
- Μηχανολογικό τμήμα: χειρίζεται τον σχεδιασμό, την κατασκευή και τις δοκιμές της δομής του rover.
- Τμήμα ηλεκτρονικών: υπεύθυνο για την ανάπτυξη και ολοκλήρωση των ηλεκτρονικών συστημάτων του rover.
- Τμήμα επιστήμης: συντάσσει υποθέσεις που μπορούν να δοκιμαστούν στο σημείο προσεδάφισης, μελετώντας τη γεωλογική ιστορία του Άρη.
Η ομάδα συμμετείχε επίσης σε όσο το δυνατόν περισσότερα virtual Mars Rover Challenges ενώ το έργο βρισκόταν σε εξέλιξη. Δείτε το πλήρες βίντεο της ομάδας DJS Antariksh παρακάτω:
Η ιδανική αλληλεπίδραση της ομάδας και η ουσία των δια ζώσης συναντήσεων δεν ήταν εφικτές λόγω του περιορισμού σε online συναντήσεις κατά την πανδημία. Πολλοί οργανισμοί επηρεάστηκαν, με αποτέλεσμα ελλείψεις και καθυστερήσεις στη διαθεσιμότητα εξαρτημάτων. Ωστόσο, η ομάδα έκανε το καλύτερο δυνατό με την online εργασία, συγκεντρώνοντας παράλληλα πόρους, και κατάφερε να αποκτήσει τα πρώτα εξαρτήματα 1,5 χρόνο αργότερα.
Με λογισμικά όπως HiRISE και JMARS, η ομάδα συνέλεξε δεδομένα για τα γεωλογικά χαρακτηριστικά του Άρη, ώστε να αναπτύξει επιστημονική αποστολή. Τα πάντα, από βασικά υποσυστήματα μέχρι τα πιο σύνθετα στον ρομποτικό βραχίονα, σχεδιάστηκαν και αργότερα κατασκευάστηκαν από την αρχή από την ομάδα. Το Proteus design suite χρησιμοποιήθηκε για προσομοίωση όλων των κυκλωμάτων, ενώ η ανθεκτική, επιπέδου βιομηχανίας PCB σχεδιάστηκε μέσω του Altium Designer.
Κατασκευή του Mars Rover
Με τη χαλάρωση των περιορισμών στην πολιτεία τους, η ομάδα μπόρεσε επιτέλους να συναντηθεί δια ζώσης για εργασίες όπως σχεδιασμός, προγραμματισμός και κατασκευή του Mars Rover. Κατά την πανδημία και στα αρχικά στάδια, ορισμένες πτυχές του Rover είχαν σχεδιαστεί με την ιδέα χρήσης τεχνολογιών που αργότερα διαπιστώθηκε ότι δεν ήταν διαθέσιμες για αγορά. Λόγω περιορισμένης διαθεσιμότητας και χρόνων παράδοσης για ορισμένα εξαρτήματα, η ομάδα έπρεπε να σχεδιάσει στρατηγικά τι θα παραγγείλει στα μέσα του 2021.
Κατά την οριστικοποίηση των νέων εξαρτημάτων που θα χρησιμοποιούνταν στο Mars Rover, ήταν απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι διατίθενται στην αγορά ώστε η ομάδα να τα αγοράσει και να εργαστεί πάνω σε αυτά. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα η διαδικασία κατασκευής να μετατεθεί προς τα τέλη του 2021 και τις αρχές του 2022, αφού χαράχθηκαν οι τελικές γραμμές για τους πόρους με τους οποίους θα δούλευαν. Σε ορισμένες περιπτώσεις η ομάδα χρειάστηκε να ανασχεδιάσει υποσυστήματα και να αυτοσχεδιάσει στην πορεία, ώστε να καλυφθούν οι απαιτήσεις συμβατότητας για τα διαθέσιμα εξαρτήματα. Αρχικά ξεκίνησαν με αργό ρυθμό κατασκευής, καθώς ήταν η πρώτη τους φορά και οι διαθέσιμες τεχνολογίες και η χρηματοδότηση ήταν πολύ περιορισμένες.
Η ομάδα διασφάλισε ότι το έργο βρίσκεται στον σωστό δρόμο μέσα από συζητήσεις με τους διδάσκοντες, αποφοίτους και ειδικούς της βιομηχανίας, ώστε να επιβεβαιωθεί ότι όλα όσα αγοράστηκαν και κατεργάστηκαν είναι κατάλληλα για τον στόχο τους. Μετά από πολλαπλές συζητήσεις με ειδικούς, κατάφεραν να μειώσουν καθυστερήσεις που θα μπορούσαν να μεταφερθούν στο επόμενο έτος. Η υποστήριξη από συνεργασίες και χορηγούς έπαιξε κρίσιμο ρόλο στο έργο και στη χρηματοδότησή του. Ανοξείδωτοι συνδετήρες από την Sunrise Multi Tech Fasteners Pvt. Ltd. και εργαλεία συνεργείου από την Samsan Tools χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή του Mars Rover. Η ομάδα παρέλαβε επίσης την προσαρμοσμένη πλακέτα της από την PCB Power Market India.
Δείτε το παρακάτω βίντεο για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την απομακρυσμένη εργασία σε έργα ρομποτικής:
Χρήση γραμμικών ενεργοποιητών στο Mars Rover Challenge
Οι ηλεκτρικοί PA-14P-8-150 και PA-14P-4-150 γραμμικοί ενεργοποιητές μας χρησιμοποιούνται για να κινήσουν τον ρομποτικό βραχίονα του rover, παρέχοντάς του έξι βαθμούς ελευθερίας (6DOF). Με την ενσωμάτωση των PA-14P με Ανάδραση, οι πληροφορίες θέσης μπορούν να διαβάζονται μέσω σημάτων ανάδρασης από τα ενσωματωμένα ποτενσιόμετρα του ενεργοποιητή. Η ύπαρξη πληροφοριών θέσης επιτρέπει στο σύστημα να γνωρίζει αν οι ενεργοποιητές έφτασαν στις απαιτούμενες θέσεις, ελαχιστοποιώντας σφάλματα και επιτρέποντας υψηλή ακρίβεια. Επιπλέον, αυτοί οι ενεργοποιητές με ηλεκτρικό Κινητήρα έχουν επίσης συμπαγές μέγεθος και ελαφρύ σχεδιασμό, συμβάλλοντας στη χαμηλή μάζα του συνολικού Rover για τον Άρη.
«Η διατάξη χειρισμού (manipulator) του rover είναι ένας ρομποτικός βραχίονας 6DOF με δαγκάνα δύο δακτύλων. Ο βραχίονας αποτελείται από δύο γραμμικούς και τέσσερις περιστροφικούς ενεργοποιητές, τοποθετημένους σε θέσεις που προσφέρουν καλύτερη κατανομή Φορτίου και αποδοτικότητα. Η δαγκάνα δύο δακτύλων είναι βασισμένη σε Κινητήρα, ο οποίος κινεί και ελέγχει το κινηματικό συγκρότημα και την κίνηση των σιαγόνων.» – Rutwik Bhangale
Για περισσότερα βίντεο της DJS Antariksh, δείτε το κανάλι τους στο YouTube και το πιο πρόσφατο ανέβασμα παρακάτω:
ΣΥΝΟΨΗ
Με ομαδική δουλειά, επιμονή και αταλάντευτη δέσμευση, η ομάδα DJS Antariksh ξεπέρασε κάθε δυσκολία και έδωσε ζωή σε έναν πολύ επιτυχημένο Mars Rover. Για περισσότερα νέα σχετικά με την ομάδα DJS Antariksh και τις μελλοντικές της προκλήσεις Mars Rover, ακολουθήστε τους στο Instagram, στο Facebook, στο Twitter και στο LinkedIn!
Ευχαριστούμε την ομάδα DJS Antariksh που μοιράστηκε το έργο της και αποτελεί έμπνευση για όλους! Τους ευχόμαστε καλή επιτυχία στο International Rover Challenge 2023!
Αν έχετε προσαρμοσμένα έργα, εφαρμογές ή τεχνικές ερωτήσεις για τους ηλεκτρικούς γραμμικούς ενεργοποιητές μας, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας οποιαδήποτε στιγμή. Είμαστε ειδικοί σε αυτό που κάνουμε και θα χαρούμε να σας βοηθήσουμε στα μελλοντικά σας προσαρμοσμένα έργα!
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123