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产品展示 浏览次数:316
 
机器人底盘科教平台
产品简介:
TC-Base-1是一款室内自主移动平台,采用差速运动控制,配有4个万向脚轮,可以有效的均衡负载。平台设计有减震机构,保证机器人高速下平稳运行。平台集成多种高性能传感器,灵敏感知周围环境,保证机器人安全、高效的运动,可用于物流仓储领域,满足商业化应用。
TC-Base-1作为机器人教育研究平台,完全支持ROS系统,便于二次开发,其模块化、可定制化特点,满足科研领域的各种需求,是机器人研究的理想选择。平台包含多种应用,支持激光SLAM、视觉SLAM、导航定位、自主避障、模拟仿真等功能研究。
 
TC-Base-1机器人移动平台(图片仅供参考)
产品优点:
1)内置SLAM、自主导航程序,多种人机交互模式,开箱即用;
2)模块化设计,支持用户定制,多种方案可选,适用于各种应用;
3)开源ROS,支持二次开发,提供丰富的教材和应用实例;
4)配置多种高性能、高精度传感器,满足各种科研需求;
5)工业级主控计算机,16G内存,固态硬盘,满足大运算量使用需求;
6)减震机构设计,防止驱动轮悬空,减少测量误差。
产品应用:
机器人技术研究、教育教学平台、物流仓储运输、室内移动平台、远程控制等领域。
产品规格:

主控计算机
充分考虑机器人多传感器输入,SLAM、路径规划、视觉图像处理等应用计算量大的特点,TC-Base-1使用定制工业级嵌入式计算机,满足大运算量需求。
主控计算机选用Intel 酷睿i7处理器,最大支持16G内存,并为用户默认配置了128G固态硬盘,方便用户进行快速读写;整机设计结构紧凑、占用空间小,支持宽压输入,采用无风扇结构设计,可在-25⁰到70⁰温度范围内正常工作。

 
用户可通过TC-Base-1在底盘侧面提供的扩展接口接入主控计算机,进行二次开发调试。扩展接口列表如下所示:

 
 
TC-Base-1扩展接口示意图
传感器系统
TC-Base-1配备多种高性能传感器,具有强大的环境感知能力。无论是做基础传感器融合研究,还是做自主导航研究,无论是做激光SLAM还是视觉SLAM,配置了激光雷达,超声波传感器、IMU、深度相机的TC-Base-1都可以满足您的需求。
激光雷达主要用于环境地图构建、自主导航定位、防撞检测等方面,是衡量一个机器人性能的重要指标。TC-Base-1机器人所用激光雷达具有扫描范围广、精度高、重量轻、功耗低等优点,具有IP64防护等级,适应高强度环境光,即使室外也可以使用。
 

2D激光雷达无法扫描低于安装高度的小型障碍物,未解决避障盲区问题,TC-Base-1前后各安装了3个超声波传感器。TC-Base-1机器人采用工业级超声波传感器,测距盲区小,精度高、稳定性好,可以准确测量黑色、透明、反光等材质的物体,环境适应能力强,可以满足机器人近距离避障需求。
 

为了获取更高的定位精度,同时方便机器人开发者进行传感器融合方面的研究,TC-Base-1配置了高性价比惯性测量单元(IMU)。IMU模块集成了高精度的陀螺仪、加速度计、地磁场等传感器,采用先进的卡尔曼滤波算法,可以快速计算出运动载体的姿态参数(横滚和俯仰)、角速度、加速度信息和航向角等信息,辅助机器人进行实时定位。

 
视觉SLAM是机器人研究领域的一个热点话题,为方便科研应用,机器人加装了深度相机。深度相机负责采集机器人周围环境图像和深度信息,是研究视觉SLAM不可或缺的装备,同时还可用于机器人避障、目标识别或者其它视觉图像领域。TC-Base-1默认配置了基于结构光方案的深度相机,并实现了SLAM、避障、跟随等功能。基于结构光的RGB-D相机,同时提供彩色图像和深度图像,与其他结构方案(双目、TOF方案)的深度相机相比,算法开发难度适中,容易上手。
 

气系统:
 
   驱动系统:
驱动系统支持在速度模式、力矩模式、位置模式、脉冲模式等模式下对机器人进行运动控制等。TC-Base-1采用国产高性能无刷直流伺服电机作为驱动源,无刷电机可进行无级调速,调速范围广,过载能力强,既具有传统直流电机的优点,同时取消了换向结构,具有更强的环境适应能力,更高的可靠性和稳定性。TC-Base-1伺服电机使用增量型磁电编码器进行位置反馈,反馈精度高,伺服性能好,满足机器人的各项运动控制要求。
电机配套伺服驱动器支持RS485和CAN总线两种通信方式,TC-Base-1默认使用CAN总线进行通信(CANopen通信协议),CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一,与基于RS485的其它总线通信方式相比数据通信实时性更强,可靠性更高。为满足用户的多样化需求,公司支持用户定制使用RS485进行通信,该通信方式下使用Modbus RTU通信协议。

  供电系统:
机器人采用48V锂电池供电,具有防过流、短路、断路等异常情况的安全保护措施,保证电池充电、供电的安全性。
机器人系统采用ARM芯片作为机器人电源管理模块,该模块采用隔离电源分布式供电方式对驱动系统、传感系统、主处理器系统分别进行供电,保证各系统间独立稳定供电,防止相互间信号串扰。

软件系统
 

机器人软件系统示意图
图示为机器人软件系统组成示意图。机器人软件系统主要分为三部分:交互层、应用层和抽象层。交互层提供了丰富的人机交互模式,用户可以通过手机或者平板电脑实现对机器的所有控制:基本运动(前进、后退、旋转)、自主导航、建图等等;远程操作支持用户对机器人进行运动控制和利用机器人进行视频监控等操作;无线手柄可以控制机器人进行基本运动。一般用户(非机器人开发者),只需学会使用该层交互方法即可正常使用机器人。
应用层基于ROS开源系统,该层实现了机器人核心功能:SLAM、自主导航、避障等。ROS开源操作系统是一个极其强大的机器人开发平台,提供一系列程序库和工具以帮助软件开发者创建机器人应用软件,为机器人研究提供了广阔的发展空间。二次开发主要集中在该层,为方便机器人开发者进行算法研究,TC-Base-1提供该层所有应用程序的源代码及使用示例。
 
ROS开源操作系统
抽象层一方面通过总线与机器人硬件进行通信,一方面对数据进行转化处理:将ROS标准通信数据转化为硬件通信协议,以实现上层程序对硬件的控制;将硬件通信数据转化为ROS通用数据格式,方便上层程序进行调用。抽象层避免了用户直接与底层硬件打交道,使开发者可以专注于机器人核心算法的研究,为开发者节省大量时间和精力。如用户需要直接与硬件进行通信,抽象层也提供相应的API接口函数,供用户进行调用。
TC-Base-1除提供上述源代码和接口函数外,还支持用户使用Gazebo软件对机器人进行仿真。
 
Gazebo仿真环境
 

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