Самодвижущаяся роботизированная косилка с привязкой по RTK GPS

https://usamodelkina.ru/17102-samodvizhuschajasja-robotizirovannaja-kosilka-s-privjazkoj-po-rtk-gps.html Эта роботизированная косилка способна автоматически подстригать траву по заданному курсу. Благодаря RTK GPS-наведению отклонение курса косилки не более 10 сантиметров. Цель состоит в том, чтобы создать работающую косилку, способную автономно скашивать траву на местности, которая может иметь значительные неровности (луга, а не газоны).
Давайте посмотрим небольшое видео.
Система состоит из мобильного робота и стационарной базы.
На мобильном роботе установлены:
- Панель приборов
- Общий блок управления, включая карту памяти
- Ручной джойстик
- GPS приемник и приемник RTK
- 3 моторизованных колеса
- Роликовые моторы
- Резак, состоящий из 4 вращающихся дисков, каждый из которых несет 3 лезвия (ширина реза 1 метр)
- Коробка управления режущей штангой
- Батареи
GPS и RTK работают в паре для лучшего позиционирования.
Панель приборов имеет следующие переключатели и приборы:
- Общий выключатель
- Первый трехпозиционный переключатель позволяет выбирать режимы работы: ручной режим движения, режим записи дорожки, режим кошения
- Кнопка используется в качестве маркера.
- Два других 3-позиционных переключателя используются для выбора номера файла из 9. Т.е. можно записать 9 программ для 9 полей
- Еще один переключатель предназначен для управления режущей планкой. Положение Вкл, положение Выкл, запрограммированное положение управления.
- Дисплей
- Последний трехпозиционный переключатель для выбора режима отображения на дисплее
- Светодиод показывает состояние GPS. Не горит - нет сигнала GPS. Светодиоды медленно мигают, GPS без корректировки RTK. Быстро мигающий светодиод, получены поправки RTK. Светодиод горит - точное позиционирование.
Наконец, джойстик имеет два 3-позиционных переключателя. Левый управляет левым колесом, правый управляет правым колесом.
В ручном режиме работы GPS не требуется.
После включения и выбора этого режима с помощью переключателя режимов, управление машиной осуществляется с помощью джойстика.
Два трехпозиционных переключателя имеют пружину, которая всегда возвращает их в среднее положение, соответствующее остановке колес.
Когда левый и правый рычаги выдвигаются вперед, два задних колеса поворачиваются, и машина движется прямо. Когда вы тянете два рычага назад, машина движется назад.
Когда один рычаг выдвигается вперед, машина поворачивается вокруг неподвижного колеса.
Когда один рычаг выдвигается вперед, а другой назад, машина вращается вокруг себя.
Для кошения травы в автоматическом режиме необходимо отметить на поле начальную точку. Затем поставить точки в начале и в конце поля с учетом захвата ножа (1 метр). Косилка будет двигаться от точки до точки.
Рама косилки сделана из алюминиевых трубок. Ее размеры около 1,20 метра в длину, 1 метр в ширину и 80 см в высоту. Для передвижения используются три велосипедных колеса, которые приводятся в движение с помощью мотор-роликов.
Для позиционирования используется система GPS + RTK. Точность GPS - несколько метров. Использование RTK позволяет добиться погрешности всего в 10 см.
Мастер приобрел два RTK GPS-модуля изготовителя Navspark.
Поскольку проект расположен на юго-западе Франции, мастер выбрал схемы, работающие с группировкой американских спутников GPS, а также с российской группировкой Глонасс.
Для получения максимальной точности важно иметь максимальное количество спутников. В данном случае у мастера сейчас от 10 до 16 спутников.
Так же для этой системы нужны:
- 2 USB-адаптера, необходимых для подключения цепи GPS к ПК (тестирование и настройка)
- 2 GPS антенны + 2 переходных кабеля
- пара передатчиков-приемников 3DR.
На сайте Navspark есть все необходимое программное обеспечение и инструкции.
Вся электроника подключается согласно схемам.
Для управления устройством мастер использует Arduino MEGA, а для управления ножами Arduino UNO.
Режущий брус состоит из 4 дисков, вращающихся со скоростью 1200 об / мин. Каждый диск оснащен 3 ножами. Эти диски расположены так, что они образуют непрерывную полосу резки шириной 1,2 метра.
Двигатели должны контролироваться для ограничения тока:
- при запуске из-за инерции дисков
- во время стрижки из-за засоров, вызванных слишком большим количеством травы
Для этого ток в цепи каждого двигателя измеряется спиральными резисторами. Плата UNO подключена и запрограммирована для измерения этих токов и отправки команды ШИМ, адаптированной к двигателям.
Таким образом, при запуске скорость постепенно увеличивается до максимального значения за 10 секунд. В случае засорения травой двигатель останавливается на 10 секунд и повторяет попытку в течение 2 секунд. Если проблема не устраняется, цикл повторного 10-секундного отдыха и повторного запуска через две секунды. При этих условиях двигатель не перегревается.
В качестве улучшения мастер планирует дополнить GPS-позиционирование еще и группировкой Галилео, а для кошения между деревьями (при отсутствии сигнала GPS), установить лазерный сканер. Он поможет не врезаться в дерево, и доехать до конца ряда, где снова будет сигнал.
Автор: pogranec