ELEC-C1110 Automaatio- ja systeemitekniikan. Luento 11 Esimerkki automaation soveltamisesta

Samankaltaiset tiedostot
AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

ZigBee-ohjaus kuorma-autolle

Power Steering for ATV

Autonomisen liikkuvan koneen teknologiat. Hannu Mäkelä Navitec Systems Oy

Sähköautoasiaa. Ajonhallintalaite ehdotus #1

Electric power steering

Konenäkö - Machine Vision. Yleistä - General

Prosessiautomaatiota LabVIEW lla NI Days NI Days LabVIEW DCS 1

Projektityöt. Sami Alaiso, Jyri Lujanen 30. marraskuuta 2009

AS Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt A13 10 Radio ohjattavan pienoismallin ohjausjärjestelmän ja käyttöliittymän kehittäminen

S14 09 Sisäpeltorobotti AS Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt. Antti Kulpakko, Mikko Ikonen

Langaton verenpainemittari (BP7) PIKAOPAS

Johdanto tieto- viestintäteknologian käyttöön: Äänitystekniikka. Vfo135 ja Vfp124 Martti Vainio

Robottialustan instrumentointi ja käyttöönotto

SÄHKÖKÄYTÖN EMULOINTI SIMULINK-DSPACE-M1 -YMPÄRISTÖSSÄ

Inputs: b; x= b 010. x=0. Elektroniikkajärjestelmät ETT_2068

AS Automaation käyttöliittymät. Aistien kognitio ja ergonomia Koneen kognitio

KempArc Pulse 350 AUTOMATISOITUA LAATUA JA TUOTTAVUUTTA. Kemppi K5 Hitsauslaitteet. KempArc Pulse 350, Automatisoitua laatua ja tuottavuutta

Tehtävä 6. MIAC-pohjainen valo/moottoriohjaus

Puuta koskettamaton hakkuukonemittaus. Arto Visala, Matti Öhman, Mikko Miettinen Aalto-Yliopisto (TKK), Automaatio- ja systeemitekniikan laitos

Sijoita D 3020 tukevalle, tasaiselle alustalle. Älä aseta laitetta pehmeälle alustalle esimerkiksi matolle.

AS Automaation käyttöliittymät L Opetussuunnitelma

Kaikki analogiset järjestelmät digitaalisiksi ja verkkokäyttöisiksi - jo tänään Kustannustekkuutta ja joustavuutta työskentelyyn

Anturit ja Arduino. ELEC-A4010 Sähköpaja Tomi Pulli Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos Mittaustekniikka

S Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö, kevät 2010

Muistiinpanoluettelo voimansiirtolinja

Vapaa-asennon automaattikytkentä

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

30 Opetussuunnitelma OSAAMISEN ARVIOINTI ARVIOINNIN KOHTEET JA AMMATTITAITOVAATIMUKSET OSAAMISEN HANKKIMINEN. järjestelmätyöt: työskentely

ABB aurinkosähköinvertterit Pikaohje PMU laajennuskortti

45 Opetussuunnitelma OSAAMISEN ARVIOINTI ARVIOINNIN KOHTEET JA AMMATTITAITOVAATIMUKSET OSAAMISEN HANKKIMINEN. suorittaja työskentely

MAALIKAMERA OPTIc3 & OPTIc3-PRO

Agenda. Johdanto Ominaispiirteitä Kokonaisjärjestelmän määrittely Eri alojen edustajien roolit Sulautetut järjestelmät ja sulautettu ohjelmointi

Tuotetietoa. Neulasulku tarkemmin kuin koskaan aikaisemmin EWIKONin sähköinen neulasulku

I-Vinssi LM.60i 24V / I/O-net / 60NM. Sisältö Sovellukset 1 Ominaisuudet 1 Mitoitus 3 Varavirtalähde 3 Varusteet 4 Johdotus 5 Tekninen erittely 5

Projektisuunnitelma. Radio-ohjattavan pienoismallin mekatroniikan ja ohjelmiston kehitys

Peltorobotin akselimoduulin kontrolleri

Kipan AC huone on pääsääntöisesti auki ja opiskelijoiden vapaasti käytettävissä.

Tiedonkeruu ja analysointi

S09 04 Kohteiden tunnistaminen 3D datasta

Tutustuminen tuotantolinjastoon

Tiedonkeruu ja analysointi

1) Maan muodon selvittäminen. 2) Leveys- ja pituuspiirit. 3) Mittaaminen

Prosessiautomaatiota LabVIEW lla NI Days NI Days LabVIEW DCS 1

Yhteistyörobotiikan tutkimus MoRo-hankkeen aloitusseminaari Ilari Marstio

Harjoituksia nivelrikkopotilaalle

S14 09 Sisäpeltorobotti AS Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt. Antti Kulpakko, Mikko Ikonen

Älykkäät ratkaisut toiminnan ohjauksessa ja optimoinnissa

Öljysäiliöiden palosammutusjärjestelmien webpohjainen

Moottorin kierrosluvun säätö kippauksen aikana. Taustaa

Metsäkoneiden sensoritekniikka kehittyy. Heikki Hyyti, Aalto-yliopisto

3D-kuvauksen tekniikat ja sovelluskohteet. Mikael Hornborg

VUOROVAIKUTTEISEN ROBOTIIKAN TURVALLISUUS

LUMA SUOMI -kehittämisohjelma LUMA FINLAND -utvecklingsprogram LUMA FINLAND development programme Ohjelmointia Arduinolla

INSSI hanke Oppimisprosessiryhmä Opinto ohjauksen työryhmä

1/6 TEKNIIKKA JA LIIKENNE FYSIIKAN LABORATORIO V

TKT224 KOODIN KOON OPTIMOINTI

Monisensoripaikannusta kaikissa ympäristöissä

DC-moottorin pyörimisnopeuden mittaaminen back-emf-menetelmällä

Servo-case, tilanne

TURVALLISEN TEKNIIKAN SEMINAARI Laitteiden etähallinta tietoverkkojen välityksellä Jani Järvinen, tuotepäällikkö

Mitoittavat tilanteet tulipalon aikaisessa poistumisessa, kokeellinen tutkimus

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

Arvo-Tec T Drum 2000 ruokintalaite

Automaatiotekniikka Vaasan Yliopisto

ANALOGISESTA DIGITAALISEEN TELEVISIOON. Kansalaisen digi-tv-päivä

PYÖRÄN ASENTOKULMIEN PERUSTEET. Johdanto pyörän asentokulmiin Tutustuminen asentokulmiin ja niiden tarkoitukseen Suuntauksen nyrkkisäännöt

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

Parametrit voimansiirtolinja. Johdanto. SDP3:n päällirakentajien versio

UUDET TUOTTEET Laser Scan -mikrometri, kiinteä USB-näyttö LSM 5200

AS Automaation käyttöliittymät L Opetussuunnitelma

JOHDATUS ELEKTRONIIKKAAN. Oppitunti 2 Elektroniikan järjestelmät

Automaatioratkaisu vedenottoon pohjavesikaivosta

KSFa

IDH E1. Asennusohje IDH E1 / PUHZ Ulkoyksiköt IDH

Flash AD-muunnin. suurin kaistanleveys muista muuntimista (gigahertsejä) pieni resoluutio (max 8) kalliita

AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt

Laboratoriotyö. 1. Laitteisto. 1.1 Kamera

Geotrim TAMPEREEN SEUTUKUNNAN MITTAUSPÄIVÄT

Pellon tasaus. Magnus Selenius Maanviljelijä Espoo

ELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)

ELEC-C1210 Automaatio 1 ELEC-C1220 Automaatio 2. Kurssien esittely lukukausi

LEGO EV3 Datalogging mittauksia

Aurinkoenergiajärjestelmien etäseurantajärjestelmä

LS-sarjan isot laserleikkauskoneet

Vapaa-asennon automaattikytkennän aktivointi. Yleistä

SoberIT. Toni Koskinen, Hannu Paunonen, Marko Nieminen, Jaakko Oksanen, Mikko Kovalainen

ADAP-KOOL System Manager uusi m2 F O O D R E T A I L

HARJOITUSTYÖ: LabVIEW, Kiihtyvyysanturi

LexCom Home -sovellusesimerkkejä

BigData - liikenne esimerkkinä. Tietoyhteiskunta-akatemia Ostrobotnia, Helsinki

Race Technology tiedonkeruu tuotteet s2i Motorsportilta!

Kodin automatisointi - Kehitystrendejä

Taito Tehdä Turvallisuutta. Kotimainen GSM-pohjainen ohjaus ja valvontajärjestelmä PRO CONTROLLER

A11-07 Measurements with machine vision Projektisuunnitelma

Vianmääritys. Paperinkäsittely. Huolto. Vianmääritys. Ylläpito. Hakemisto

BIM Suunnittelun ja rakentamisen uusiutuvat toimintatavat Teppo Rauhala

ELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)

Projektisuunnitelma. Projektin tavoitteet

Transkriptio:

ELEC-C1110 Automaatio- ja systeemitekniikan perusteet Luento 11 Esimerkki automaation soveltamisesta

Tämän luennon aihe Esimerkki automaation soveltamisesta käytännössä: WorkPartner-palvelurobotti

WorkPartner Alias WoPa

Yleistä WorkPartner-robotista Ihmisen kanssa yhteistyössä toimiva palvelurobotti kevyisiin ulkotöihin = talonmiehen apulainen Kehitetty tutkimusryhmässä, joka on nykyisin osa Sähkötekniikan ja automaation laitosta myös Rover Company Pietarista VTT Lapin yliopisto Tutkimusprojekti Kokonaisuus Osa-alueet

Yleistä WorkPartner-robotista Sulautettu automaatiojärjestelmä Sähkökäyttöinen Hybridienergiajärjestelmä Olemukseltaan tarkoitus olla helposti lähestyttävä (ihmismäinen) Työkaveri

Sovelluksia Lakaisu Lumen kolaus Roskien poiminta Tavaroiden kantaminen Ruohon leikkaus Astronautin apuri

Tavaroiden kantaminen

Tuttu TV:stä Prisma-dokumentteja Aamu-TV, yms. Beyond Tomorrow -dokumentti (Discovery) Puutarhanhoitorobotti jne.

Emma-gaala 2005 (YLE) Kuva: Adolfo Vera

Konseptisuunnitelma ja CAD

Liikkuminen Renkaat + jalat Liikkuminen renkailla tasaisella Kääntyminen keskinivelellä Rolking Kävely+rullaus, 1 tai 2 jalkaa kerrallaan Liukkaalla Hankalassa maastossa Adaptoituminen maastoon Portaiden kiipeäminen Keskinivel

Rolking

Adaptoituminen maastoon

Manipulaattori Ihmisen kaltainen Työkalujen käyttö Vaihdettava tarttuja

Energiajärjestelmä Sähkömoottorit Akut/johto Akkujännite 48V muunnetaan muiksi jännitteiksi 5V, 12V, 24V Bensiinikäyttöinen generaattori Käynnistetään tarvittaessa Myös polttokennoa kokeiltu generaattorin tilalla

Ympäristön havainnointi Kääntyvä pää (PTU=Pan-Tilt-Unit) Laseretäisyysmittari (pistemäinen) Kamera Laserskanneri (lasertutka) Ultraäänianturit (= peruutustutkat ) Stereokuulo

Käyttöliittymä Alustan suora ohjaus esim. joystickillä tai näppäimistöllä Manipulaattorin suora ohjaus teleoperointilaitteella Ohjaus puheella Ihmisen värin seuranta (https://www.youtube.com/watch?v=obnay-joy0q)

Käyttöliittymä Kohteiden osoittaminen Sauvalla Valolla Osoittamalla kamerakuvasta Kääntämällä päätä joystickillä & osoittamalla laserilla kohteeseen Palaute: Puhe, ilmeet, ledit, eleet

WorkPartnerin osat Pää RS-232 x 3 Manipulaattori RS-232 PC PC PC CAN CAN Ethernet Alusta

Ohjaustietokoneet Alustan ja kääntöpään ohjaus PC104-teollisuustietokone QNX-käyttöjärjestelmä Reaaliaikakäyttöjärjestelmä Liitynnät CAN-väylä, sarjaväylät, Ethernet Navigaatio PC104-teollisuustietokone QNX-käyttöjärjestelmä Liitynnät CAN, sarjaväylät, digitaaliset ja analogiset signaalit Manipulaattorin ohjaus, anturidatan käsittely ja korkean tason ohjaus Kannettava tietokone Linux Liitynnät CAN, Ethernet Ulospäin WLAN: Käyttöliittymä, muut robotit, korkean tason ohjaus

Alustan ohjaus (jalat+renkaat+keskinivel) Kytketty QNXohjaustietokoneeseen CAN-väylällä Mikrokontrollerit ohjaavat moottoriohjaimia Yksi kontrolleri kullekin jalalle ja keskinivelelle Yksi moottoriohjain kullekin moottorille Mittaukset: Kulmamittaukset optisilla enkoodereilla Voimamittaukset moottorien virroista Koko robotin asento mitataan kiihtyvyysantureilla Mikrokontrolleri Moottoriohjain Moottoriohjain Moottoriohjain CAN Sähkömoottorit + lineaaritoimilaitteet + potentiometrit + optiset enkooderit

Alustan ohjaus (jalat+renkaat+keskinivel) Käänteisellä kinematiikalla lasketaan tavoitepaikat nivelkulmille Jalkojen liiketrajektorit suunnitellaan reittipisteestä toiseen Määritetyt trajektorit tietyille liikkumistyypeille Rolking: tilakone Jalkojen nivelkulmia ja keskiniveltä säädetään PID-säätimillä Mukautuminen maastoon Kulmittaiset voimat balansoidaan (P-säädin) Asennon tasaaminen perustuen kiihtyvyysantureihin Mikrokontrolleri Moottoriohjain Moottoriohjain Moottoriohjain CAN Sähkömoottorit + lineaaritoimilaitteet + potentiometrit + optiset enkooderit

Manipulaattorin ohjaus Kytketty Linuxohjaustietokoneeseen CANväylällä Erilliset älykkäät moottoriohjaimet kullekin moottorille Käänteisellä kinematiikalla tavoitepaikat nivelkulmille Perustuu anturihavaintoihin ympäristöstä Törmäystarkastelu perustuen palloista muodostettuun manipulaattorin geometriseen malliin Suora kulmien ohjaus teleoperointilaitteella Sähkömoottorit + potentiometrit + optiset enkooderit PC Moottoriohjain Moottoriohjain Moottoriohjain CAN

Manipulaattorin ohjaus Ei trajektorin suunnittelua, pelkkä kulmien säätö Mittaukset Kulmamittaukset potentiometreillä (summittainen, nopea) ja optisilla enkoodereilla (tarkka) Voimamittaukset moottorien virroista Sähkömoottorit + potentiometrit + optiset enkooderit PC Nivelkulmien säätö PIDsäätimillä Moottoriohjain Moottoriohjain Moottoriohjain CAN

Pää Ympäristön havainnointi Asennon ohjaus P- säädöllä (trapetsoidi) Kamera+ laserpointteri kohteiden tunnistamiseen+ paikantamiseen Kinematiikka Webkamerapalvelin Laseretäisyysmittari Kamera Pään kääntö Stereokuulo Analoginen kuvasignaali RS-232 RS-232 Analoginen äänisignaali QNX PC Lasertutka Ympäristön kartan muodostaminen Ethernet Ihmisten havaitseminen Lasertutka RS-232 Linux PC

Muiden oheislaitteiden ohjaus Suun ohjauselektroniikka sarjaväylällä QNXtietokoneeseen Kaiuttimet (puhe) Linux-tietokoneen äänilähdösä Generaattorin käynnistys elektroniikkaohjaimella Kytketty navigaatiokoneesta lähtevällä digitaalisella signaalilla Analoginen mittaus kierrosluvusta: onko moottori käynnissä? Logiikkaohjelma moottorin käynnistämiseen

Ohjausohjelmisto Alimman tason reaaliaikainen säätö ja ohjaus Itse tehtyjä Tiedonsiirto Ethernetin yli TCP-kommunikoinnilla Linux-koneessa ei-reaaliaikainen ohjausohjelmisto Korkeamman tason ohjausta Osittain itse tehty

Yhteenveto WorkPartner on laaja sulautettu automaatiojärjestelmä Jalkojen ja käsien säätö perustuen käänteiseen kinematiikkaan ja kulmien mittauksiin Korkeamman tason ohjaus esim. rolk-liikkumisen ohjaukseen Laitteiden välinen kommunikointi Ethernet-, CAN- ja RS- 232-väylillä sekä analogia- ja digitaalisignaaleilla