Колесная управляемая платформа Робот-официант.

Области применения
Состав и конструкция роботизированной платформы
Габариты
Питание
Программирование
Порты ввода-вывода
Пользовательский интерфейс
Сборка
Чертеж стола с планшетом
Характеристики платформы
Функциональные показатели
Эксплуатационные показатели
Инструкция по безопасности
Требования безопасности
Рекомендации по обслуживанию
Гарантия качества

Платформа Робот-официант предназначена для доставки малогабаритных объектов весом до 8 кг посредством удаленного управления через интернет, получения и обработки данных от нескольких датчиков, лидара и видеосигнала с камеры с целью принятия решения о дальнейших действиях. Роботизированная платформа работает в связке с Оператором.

waiter 1
waiter 2

 
Робот — это совокупность передвижной платформы с установленной на ней площадкой в виде стола и программного обеспечения удаленного присутствия.
shema_sistemy

Разработан интерфейс для ОС Windows, в котором реализовано отображение видеосигнала, поступающего с платформы на электронно-вычислительное устройство пользователя/оператора. Программное обеспечение Робота исполняется на планшетном компьютере с полноценной операционной системой Windows 8 и контролирует передвижную платформу. Программное обеспечение Оператора позволяет подключиться через интернет или локальную беспроводную сеть к программному обеспечению Робота. Это реализует удаленное управление Роботом путем передачи команд на микроконтроллер через планшетный компьютер посредством беспроводного интернет соединения либо Bluetooth (RS232 в случае стационарного соединения).

В автономном режиме Робот строит карту помещения, а также передвигается в заранее заданную точку на карте помещения.

Области применения:

1. В отелях;

2. В ресторанах и кафе;

3. В еvent-агентствах;

4. В торговых залах и торговых центрах;

5. В демонстрационных залах и на demo-стендах

6. На выставках и конференциях

Данная платформа идеально подойдет для использования в местах общественного питания, таких как кафе и рестораны.

Будет отличным подспорьем на различных корпоративных мероприятиях, выставках, семинарах, где оператор с помощью данной роботизированной платформы получает возможность развозить закуски, журналы, буклеты, а также собирать использованную посуду, выполняя роль помощника официанта.

Находит применение в отелях и торговых центрах для доставки корреспонденции, документации и медицинских средств нуждающимся в них людям, таких как ингаляторы и препараты для экстренной помощи.
htmlimage (1)

Состав роботизированной платформы:

Платформа (колеса, двигатели, крепежи), микроконтроллер на материнской плате, ИК датчики, драйвера двигателей, маршрутизатор, микроконтроллеры Arduino совместимые, планшет на базе операционной системы Windows, Bluetooth модуль, аккумулятор 12 Вольт на 12 Ампер-часов.
Основной состав:

  • Корпус платформы робота;
  • Основание платформы робота;
  • свинцовый аккумулятор 12В 12Ач;
  • 2 передних колеса Ø150 мм;
  • 2 задних поворотных колеса Ø75 мм;
  • 2 шаговых мотора Nema 23 (18 кг*см, 3.5 mH, 1 Ом, 3А, 12 В);
  • 2 драйвера управления двигателями 5А 12 В (для Nema 23);
  • 1 планшетный компьютер с ОС Windows 8 c встроенным WiFi и 2мя USB host и переходником USB2COM (или планшет с RS232;
  • 4 ИК датчика марки SHARP GP2Y02;
  • Bluetooth модуль марки Mobidick BCRS232T;
  • вычислительная плата с микроконтроллером STM32 (собственного
    производства);
  • 2 стойки для установки ножек стола;
  • 2 ножки стола с соединительными перекладинами;
  • стол, изготавливаемый по индивидуальному заказу (акрил, либо любой другой материал, обладающий достаточной молекулярной плотностью для исключения моментов инерции во время движения робота);
  • 2 хомута для закрепления ножек стола в стойках на основании платформы;
  • Винты, гайки, шайбы для крепления компонентов робота между собой.
  • состав
    Дополнительный состав:

  • лазерный измеритель расстояния LIDAR-Lite v2 «Blue Label» с интерфейсом
  • I2C

  • Шаговый двигатель Nema 17 ( 3 кг*см, 0.4 мА, 12 В)
  • Драйвер шагового двигателя 0.6 мА на 12 В
  • Датчик Холла SS49E
  • Arduino Mega
  • Габариты:

    Габаритные характеристики платформы составляют 700х500х800 мм (ДхШхВ). Межосевое расстояние колесной базы составляет от 380 до 440 мм, принимая во внимание смещающийся при движении центр задних поворотных колес. Ширина колесной базы составляет 400 мм между центрами передних ведущих колес.
    габариты

    Питание:

    Питание осуществляется от свинцово-кислотного аккумулятора 12В, ёмкостью 7Ач и выше.

    Напряжение 12В подается напрямую на оба микроконтроллера, на 2 контроллера маршевых шаговых двигателей, на все 3 шаговых двигателя. Один контроллер шагового двигателя лидара, датчик Холла, и инфракрасные датчики расстояния питаются от внутренних источников микроконтроллеров (потребляют по 5 вольт).

    Для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора рекомендуется использовать подходящее зарядное устройство с постоянным напряжением 13.8 В (ток не менее 1А).

    Рекомендуемый набор для электропитания включает в себя:

  • Аккумулятор свинцовый 12В, 12 Ач, 1 шт.
  • Контроллер заряда свинцового аккумулятора, 1 шт.
  • Штекерное гнездо 5 мм, 1 шт.
  • Светодиод, 1 шт.
  • Для замены питающих элементов/аккумуляторов требуется снять корпус платформы Робота с её основания. Для этого необходимо приподнять корпус, ослабить зажим хомутов на стойках установки стола, извлечь ножки стола из стоек и снять корпус.

    Сборка робота после замены питающих элементов требует обратного порядка предыдущего пункта: установить корпус платформы на основание, вставить ножки стола в стойки и, приподняв корпус платформы, затянуть хомута на стойках.

    Заблаговременно заряжайте аккумулятор, находящийся на борту Робота, т.к. при разряженном аккумуляторе эксплуатация робота невозможна.

    Программирование:

    В состав входят несколько программных модулей на различных вычислительных платформах, объединённых в Роботе.

    Для программирования микроконтроллера STM32 (управление двигателями и датчиками расстояния) используется C на IAR ARM.

    Для программирования Arduino (управление лидаром и подготовка измерений) используется C на Arduino IDE.

    Для программирования под ОС Windows (приложение для планшетного компьютера на Роботе и программное обеспечение Оператора) используется C++ на MSVC.

    Порты ввода-вывода:

    Используются 2 микроконтроллера, один для управления двигателями на основе STM32, второй для управления лидаром – Arduino Mega.

    Используемые управляющие контакты на STM32:

  • 2 пина, настроенные как цифровой выход, для управления
    включением/выключение нагрузки на 2-х контроллерах шаговых двигателей
  • 2 пина, настроенные как цифровой выход, для управления направлением
    вращения двигателей, идут на 2 контроллера шаговых двигателей
  • 2 пина, настроенные как цифровой выход ШИМ, для управления шагом
    двигателей, идут на 2 контроллера шаговых двигателей
  • 4 пина, настроенные как аналоговые входы, для подключения датчиков
    расстояния sharp;
  • 1 UART для внешнего управления с планшета (автономное движение или
    управление удаленным оператором через интернет);
  • 1 UART для подключения модуля Bluetooth (управление локальным
    оператором с пульта/джойстика);
  • Используемые управляющие контакты на Arduino Mega:

  • 1 пин, настроенный как цифровой выход, для управления
    включением/выключение нагрузки на контроллере шагового двигателя
  • 1 пин, настроенный как цифровой выход ШИМ, для управления шагом
    двигателя, идёт на контроллер шагового двигателя
  • 1 пин, настроенный как аналоговый вход, для подключения магнитного
    датчика Холла (для определения нулевой точки поворота зеркала лидара);
  • 1 I2C для общения с лазерным дальномером Lidar-Lite V2;
  • 1 USB/UART для внешнего управления с планшета;
    Используются 2 микроконтроллера, один для управления двигателями на основе
    STM32, второй для управления лидаром – Arduino Mega.
    Используемые управляющие контакты на STM32:
  • 2 пина, настроенные как цифровой выход, для управления
    включением/выключение нагрузки на 2-х контроллерах шаговых двигателей
  • 2 пина, настроенные как цифровой выход, для управления направлением
    вращения двигателей, идут на 2 контроллера шаговых двигателей
  • 2 пина, настроенные как цифровой выход ШИМ, для управления шагом
    двигателей, идут на 2 контроллера шаговых двигателей
  • 4 пина, настроенные как аналоговые входы, для подключения датчиков
    расстояния sharp;
  • 1 UART для внешнего управления с планшета (автономное движение или
    управление удаленным оператором через интернет);
  • 1 UART для подключения модуля Bluetooth (управление локальным
    оператором с пульта/джойстика);
  • Используемые управляющие контакты на Arduino Mega:
    1 пин, настроенный как цифровой выход, для управления
    включением/выключение нагрузки на контроллере шагового двигателя
  • 1 пин, настроенный как цифровой выход ШИМ, для управления шагом
    двигателя, идёт на контроллер шагового двигателя
  • 1 пин, настроенный как аналоговый вход, для подключения магнитного
    датчика Холла (для определения нулевой точки поворота зеркала лидара);
  • 1 I2C для общения с лазерным дальномером Lidar-Lite V2;
  • 1 USB/UART для внешнего управления с планшета;
  • Пользовательский интерфейс:

    Помимо общедоступного приложения в сети интернет ComConsole,

    консоль

    для управления по каналу Bluetooth в зоне прямой видимости и регулировки показателей скорости движения и скорости разгона, для удаленного управления платформой оператором через сеть интернет, для пользователя созданы клиентские приложения. TPRobot — приложение запускаемое на планшетном компьютере на базе ОС Windows 8, установленном на платформе, служащим в качестве приемника команд со стороны оператора и дальнейшей передачи из на вычислительную плату платформы робота и передатчика видеосигнала и прочих показателей со стороны платформы на экран оператора.
    планшет
    TPOperator – приложение, использующееся оператором на своем компьютере/ноутбуке на базе ОС Windows 8, служащее для регулировки пользовательских настроек подключения к приложению TPRobot, получению и отображению данных со стороны платформа робота на экране оператора и осуществлению управления движением платформа.
    оператор

    Отдельный интерфейс на планшетном компьютере, предназначенный для автономной эксплуатации – построение карты в автономном режиме, движения по заданному маршруту в автономном режиме. Данное приложение позволяет в любой момент подключиться оператору и изменить программу действий или перейти на ручное управление. Карта и навигация происходит по показаниям лидара. Лидар в данной конструкции – это развертка лазерного дальномера в горизонтальной плоскости с помощью шагового двигателя. После каждого измерения, сделанного дальномером, контроллер дает команду шаговому двигателю на поворот на еще один шаг (всего 200 шагов на 360 градусов). Для определения нулевой точки используется датчик Холла и магнит, закрепленный на зеркале.

    Сборка:

    Сборка робота производится один раз при подготовке к эксплуатации с последующей регулярными извлечением и заменой питающих элементов/аккумуляторов по мере их разрядки.
    Для сборки готового Робота из отдельных компонентов необходимо иметь в наличии полный набор комплектующих, указанный выше в пункте «Состав и конструкция роботизированной платформы».

    Сначала квалифицированным персоналом производится полная сборка основания платформы и стола согласно чертежам.

    Следующим этапом идёт подключение элемента питания к контурной цепи Робота и проверка его работоспособности.

    Если все в порядке, на основание платформы поэтапно устанавливают корпус и стол Робота согласно инструкции по сборке при замене аккумулятора, приведенной в разделе ПИТАНИЕ.
    При обнаружении неполадок в работе необходимо обратиться к обслуживающему персоналу.

    Чертеж стола с планшетом

    схема_стола

    Характеристики платформы:

  • мин. скорость, м/с = 0,1 м/с;
  • макс. скорость, м/с = 1 м/с;
  • мин. ускорение, м/с2 = 0,1 м/с2;
  • макс. ускорение, м/с2 = 0,5 м/с2;
  • габариты ДхШхВ, мм = 700х500х800;
  • уровень шума = 15-20 Дб;
  • время работы на АКБ = 4-6 часов;
  • преодоление препятствий, h (см) =до 4;
  • кол-во камер = 1 шт.;
  • вес, кг 20;
  • экран = 1;
  • микрофон = встроен в планшетный компьютер + внешний направленный
    подключается к планшетному компьютеру опционально;
  • динамики = встроены в планшетный компьютер + внешний динамик
    подключается опционально;
  • внешние условия работы = -5 — +30 град С.
  • Функциональные показатели:

  • Может доставлять заказ весом до 10 кг на подносе.
  • Робот – официант движется со скоростью до 6 км в час.
  • Распознает препятствия.
  • Работает в сетях: 2g, 3g, 4g, WiFi.
  • Управляется оператором с помощью специальной командной консоли, при
    этом оператор может видеть и общаться с гостем с помощью любого
    мессенджера: Skype, Linphone, Viber, WhatsApp, и др.
  • Время автономной работы 8 часов.
  • Для передачи и получения аудио/видеосигналов используется планшет на
    базе ОС Windows 8.
  • Функциональные показатели

    Эксплуатационные показатели:

  • регулировка скоростей передвижения и разгона осуществляется программно через ComConsole, подключающуюся к платформе по каналу беспроводной связи Bluetooth;
  • управление платформой оператором возможно, как по протоколу Bluetooth в зоне прямой видимости до 50 метров, так и удаленно через интернет, при нахождении платформы в зоне действия сети беспроводной передачи данных Wi-Fi при подключении в планшету, оснащенному системой Windows версии 8, который устанавливается на платформу, в свою очередь уже передавая на платформу команды к работе моторов через RS232 (или также по каналу Bluetooth). При этом, на экран оператора передается изображение с камеры планшетного компьютера в режиме реального времени.
  • робот способен передвигаться прямолинейно и разворачиваться вокруг оси, расположенной между передними колесами, а также сохранять устойчивое положение на плоскости с углом наклона до 150 и закрепленным грузом на столе до 8 кг;
  • благодаря габаритным параметрам колесной базы (380-440 мм в длину и 400 мм в ширину), а также низкому расположению центра тяжести (на высоте 80 мм) при диаметре передних колес в 150 мм и поворотных задних — в 75 мм, платформа обладает высокой степенью устойчивости, даже при динамически резких сменах направления движения на предельных для данных моторов скоростях, влекущих за собой возникновение как продольных, так и поперечных моментов инерции;
  • автоматическое прекращение работы моторов и остановка движущейся платформы при обнаружении помех на пути движения инфракрасными датчиками Sharp, установленными перекрестно впереди и сзади платформы, чтобы «видеть» не только то, что впереди, но то, что справа и слева для обнаружения сложных препятствий, а также при повороте.
  • эксплуатация

    Инструкция по безопасности

    требования по безопасности
    Колесная платформа Робот-официант является совокупностью радиотехнических и механических элементов, требующих соблюдения мер безопасности и высокого уровня квалификации обслуживающего персонала в процессе эксплуатации Робота.

    Нижеприведенные условия эксплуатации должны полностью соответствовать условиям эксплуатации отдельных радиотехнических элементов, указанных на сайтах производителей данных элементов (аккумулятор, планшет, Bluetooth модуль, моторы).

    При ручной подаче Роботу команд к движению, оператору настоятельно рекомендуется соблюдать крайнюю осторожность, чтобы исключить наезды на людей и прочие динамические и статические препятствия.

    Требования безопасности

  • Запрещается подача команд к движению в ручном режиме управления при отсутствии информации о положении Робота на пульте управления или при отсутствии прямого визуального контакта с роботом.
  • Запрещается эксплуатация Робота при установленном вне основания платформы аккумуляторе.
  • Подключение аккумуляторной батареи к общей электрической сети: напряжение в сети должно соответствовать указанному на зарядном устройстве.
  • Не храните устройство при высокой температуре. Не оставляйте его вблизи батарей и на прямых солнечных лучах.
  • Робот-официант предназначен для использования только в сухих атмосферных условиях (внутри помещений, на верандах под навесом или в сухую погоду).
  • Прибор не должен использоваться в условиях, отличающихся от описанных в настоящей инструкции.
  • Не кладите на устройство предметы, превышающие допустимые к транспортировке. Не вставайте на него.
  • Отключите устройство, если вы его не используете: выключите его, выньте из розетки шнур заряда аккумулятора.
  • Не тяните шнур питания через острые края, не сгибайте его.
  • Не используйте устройство вблизи воды. Не подвергайте воздействию дождя или поливочных систем.
  • Ремонт устройства допустим только квалифицированным персоналом. Неквалифицированный ремонт может быть опасен для жизни.
  • Убедитесь, что вилка, штекер зарядного устройства и база автоматической зарядки подключены хорошо.
  • В противном случае это может привести к сбою процесса зарядки аккумулятора и даже к возгоранию.
  • Гарантия будет недействительной, если устройство используется для ненадлежащих целей или устройство было подвергнуто
    самостоятельному ремонту.
  • Мы оставляем за собой право вносить изменения в дизайн Робота и технические характеристики, а также исправлять
    программные ошибки.
  • Рекомендации по обслуживанию

  • Чтобы продлить срок службы батареи, первая зарядка должна проходить не менее 12 часов.
  • Если прибор долго не используется, то пиковая производительность аккумуляторной батареи достигается через 2-3 цикла эксплуатации и зарядки.
  • Не забудьте выключить питание Робота во время транспортировки или длительного хранения, в противном случае это может привести к выходу из строя аккумуляторной батареи.
  • Если вы не планируете пользоваться Роботом длительное время, полностью зарядите аккумуляторную батарею, выньте ее и положите в прохладное место — это продлит срок службы аккумуляторной батареи.
  • При проявлении любых признаков неработоспособности изделия, следует обратиться к квалифицированному персоналу.

    Гарантия качества

    Гарантийный срок на изделие составляет 6 месяцев, но не более 24месяцев со дня его производства*.

    В течение указанного срока вы можете реализовать свои права на безвозмездное устранение недостатков изделия и удовлетворение иных установленных законодательством требований потребителя в отношении качества изделия при условии использования изделия по назначению и соблюдения требований по эксплуатации изделия, изложенных в настоящей инструкции.

    Во избежание недоразумений, сохраняйте гарантийный талон и документы, свидетельствующие об оплате изделия.

    Гарантийные обязательства не распространяются:

  • –на изделия, в конструкцию или программное обеспечение которых внесены несанкционированные изменения;
  • –на дефекты, являющиеся результатом небрежного обращения,
    несоблюдения правил эксплуатации, естественного износа и амортизации;
  • –на дефекты, возникшие в результате использования изделия не по
    прямому назначению;
  • –на работы по регулировке, чистке, замене расходных материалов и
    прочему уходу за изделием;
  • –в случае использования запасных частей другого производителя;
  • –в случае повреждений при транспортировке;
  • –в случае ремонта неуполномоченными лицами.
  • Расходы на доставку изделия в сервисный центр оплачиваются покупателем.

    Сохраняйте гарантийный талон и документы, свидетельствующие об оплате в течение всего срока использования изделия!

    По всем вопросам технического обслуживания или приобретения дополнительных принадлежностей и расходных материалов просим обращаться к продавцу, у которого Вы приобрели это изделие.

    *гарантия на аккумуляторную батарею составляет 6 месяцев.


    Ваш помощник и незаменимый партнер в ресторанном бизнесе и системе массового обслуживания посетителей.

    Робот – официант призван заменить или упростить труд официантов в кафе и ресторанах.