1 проект
Привет друзья. Детям, да и взрослым тоже чего скрывать нравятся крутые роботы, но к сожалению, пока они мало кому доступны. Хотя уже сейчас можно купить некоторые модели танцующих роботов-собак, но по кусачей цене. Некоторые модели стоят как новое авто.
А как вам идея собрать своего шагающего робота из недорогого отечественного конструктора. Возможно он и не будет таким же умилительным как известный робопёс, зато позволит увлечь вашего ребенка на значительно более длительный период и главное вовлечь в процесс созидания – начиная от сборки и завершая программированием своего робота. Что согласитесь намного ценнее.
Мы рады представить наш робототехнический проект Тетработ, который поможет осуществить мечту вашего ребенка или вашу мечту о своем шагающем роботе. Из нашего конструктора вы соберете не игрушку, а небольшого робота-помощника. Искусственного питомца многому можно будет научить, например собирать вещи в комнате, ориентироваться в окружающем пространстве, ходить по квартире, по дому, по лестнице и по двору, узнавать и общаться. Конструктор поможет быстрее освоить программирование, азы электроники и механики. Робототехника - профессия будущего!
Робототехнический конструктор "Тетработ-старт" - это расширяемый модельный ряд роботов, которые можно будет собирать, докупая дополнительные лапы - движители и комплектующие к базовому набору. В линейке роботов планируются следующие модели: «Тетработ-лазутчик», «Тетработ-носильщик», «Тетработ-помощник», «Тетработ-вездеход» и «Тетработ-муравей».
Младшей моделью является однозвенная модель робота "Тетработ-лазутчик", состоящий из одной пары лап и хвоста (одно звено = одной паре лап):
В модели использовано 4 сервопривода и 4 датчика положения. В качестве интеллектуального блока используется плата управления в связке со смартфоном, устанавливаемом на лицевой части робота.
Робот способен перемещаться по пересеченной местности, вилять хвостом изменяя, сжимать передние лапки обхватывая ими бревно или трубу и при этом механизм лап позволяет вращать их не ослабляя обхват.
Следующая двухзвенная модель робота "Тетработ-носильщик", дополнена двумя лапами, развернутыми наружу:
В модели использовано 4 сервопривода и 4 датчика положения. В качестве интеллектуального блока используется плата управления.
Данная модель отличается большим запасом хода и повышенной устойчивостью.
Может быть использована для переноса грузов на своей спинке, а также в качестве несущей платформы для различных приспособлений, например для руки-манипулятора.
Модель робота "Тетработ-вездеход", собирается из наборов предшествующих моделей:
В модели использовано 5 сервоприводов, 1 мотор, 6 датчиков положения.
В качестве интеллектуального блока используется плата управления в связке со смартфоном, устанавливаемом на лицевой части робота.
Робот отличается повышенной маневренностью при движении по пересеченной местности за счет независимых и управляемых мостов. Способен вставать на лапы в случае опрокидывания.
Модель робота "Тетработ-помощник" также собирается из наборов предшествующих моделей:
У данной модели робота из нашего конструктора всего 6 моторов и 6 абсолютных энкодеров (датчиков положения). В качестве интеллектуального блока используется плата управления в связке со смартфоном, устанавливаемом на лицевой части робота. Робот способен передвигаться по пересеченной местности, брать передними лапами небольшие грузы и переносить их на задних лапах, опираясь для устойчивости на свой хвост.
Старшая из всех моделей – трехзвенная модель робота "Тетработ-муравей собирается из наборов предшествующих моделей, дополнительной пары лап и дополнительного набора комплектующих:
Общий вид модели Тетработ-муравей
Тетработ-муравей маневрирует
Тетработ-муравей несет груз
Тетработ-муравей общается
Тетработ-муравей вперед к новым высотам
Интеллектуальная система роботов состоит из платы управления Arduino к которой можно будет подключить компьютер по беспроводному соединению, а также подключить смартфон. Причем смартфоном можно будет управлять на расстоянии, а можно прикрепить смартфон на лицевую часть робота. В последнем случае робот обретает зрение и слух за счет камер и микрофона на смартфоне, часть интеллекта размещается в приложении.
Практически все создаваемые роботы в мире копируют животных или человека, их называют биоморфными или биоподобными. Те же робособаки во многом напоминают четвероногих друзей. Но это приводит к необходимости использовать десятки электромоторов, заменяющих мышцы. Минус такого подхода – большие энерго-затраты. Простое передвижение быстро съедает запасы энергии аккумуляторов, поскольку задействуются все 12 моторов. При этом даже неподвижное стояние робота на одном месте приводит к высоким энерго-затратам, так как из-за отсутствия редукторов необходимо постоянно держать момент силы электромагнитами моторов.
Кроме того, используемые моторы должны быть очень быстрыми, чтобы мгновенно реагировать на команды процессора. Это важно чтобы сохранять устойчивость. Но в случае с моторами – увеличение скорости приводит к снижению силы. И когда необходимо применить большее усилие, например, при подъеме по лестнице или при переносе груза – приходится повышать в разы силу тока, что как известно еще быстрее разряжает аккумуляторы.
Как мы решили проблему
У нашего робота нет аналогов ни среди других роботов, ни в живой природе. В основе робота уникальный запатентованный механизм передвижения. Его отличает высокая проходимость и всего один двигатель на одну конечность, в качестве которой используется необычная тренога. Это стало возможным благодаря изобретенному нами механизму компенсации колебаний, возникающих при вращении треноги. Если вращать треногу без данного механизма, то колебания корпуса составили бы 50% от длины ног по вертикали и по горизонтали, что делает нормальное движение практически невозможным. Это все равно что, если бы человек при ходьбе колебался вверх-вниз и вперед-назад на полметра - помимо явного дискомфорта такой процесс передвижения был бы крайне затратным энергетически. Механизм компенсации сглаживает данные колебания, что хорошо видно на этом изображении:
фазы вращения с шагом в 10 градусов:
видео работающего механизма:
Механизм включает в себя шестерни нестандартной формы, благодаря чему колебания снижены до минимальных значений.
При этом шагающая платформа, состоящая из таких движителей, легко перемещается по лестницам, завалам и другим препятствиям.
Робот, собираемый из наших движителей обладает повышенной устойчивостью, т.к. в любой момент времени при движении или в неподвижном состоянии он опирается как минимум четырьмя конечностями. А это значит, что можно использовать менее быстрые, но более сильные приводы. Те же электромоторы с повышающими силу редукторами или еще более мощные гидромоторы, развивающее усилие в десятки раз большее чем электромоторы. При этом вместо 12-и моторов для ходьбы нашему роботу хватает всего 4-х. Меньше моторов – значит больше энергии хватит для их работы и робот сможет дольше проработать без подзарядки.
Роботу нет необходимости тратить энергию в неподвижном состоянии.
Повышенная устойчивость дает еще один плюс – простоту управления. На радиоуправлении достаточно использовать 4-е джойстика – по одному на каждую лапу. А если робот сможет перемещаться автономно, то ему нужно будет тратить меньше энергии процессора на просчет каждого шага.
На этом видео представлен прототип конструктора.
Пока он изготовлен из плексигласса, но из-за его хрупкости мы решили заменить данный материал в конструкторе на такие как монолитный поликарбонат (в 70 раз прочнее плексигласса), алюминий и нержавеющую сталь.
в экспериментальном механизме часть деталей выполнена из прочного монолитного поликарбоната (прозрачные)
Для конструктора детали будут выполнены в уменьшенном размере, удобном для использования собранного робота.
Если нам с вашей помощью удастся собрать более 1,5 млн рублей, то сможем заказать прессформу для производства пластикового кожуха для механизма. В собранном виде он будет выглядеть примерно так:
Прототип на видео еще не оснащен электроникой поскольку основная задача прототипа – демонстрация возможностей его механической конструкции Что касается электроники и программного обеспечения, то здесь мы пока не изобретаем ничего нового используя лучшие существующие наработки, доступные по приемлемой цене. И знакомые многим, кто увлекается робототехникой.
Наш стартап Тетработ нацелен не только на создание и производство классного робототехнического конструктора.
Это только начало на пути к созданию линейки различных шагающих платформ от малых для образовательных целей до средних и больших для сервисного и промышленного применения.
Сервисные роботы малого и среднего размера
Сервисные роботы крупного размера
Глобальная цель проекта – создание экологичного транспорта будущего, способного перемещаться в труднодоступных местах не нанося урон окружающей природе. Шагающие механизмы способны передвигаться с минимальным воздействием на почву, не оставляя после себя глубокие борозды, они производят меньше выбросов, поскольку им требуется меньше топлива для преодоления неровностей земли. Для них не нужно строить дороги и менять природный ландшафт.
Для сервисных и промышленных роботов нами разработан еще один вариант движителя:
Его отличает более высокая скорость вращения, герметичность корпуса, в механизме использованы только круглые шестерни. Но данный механизм сложнее в исполнении и дороже в изготовлении.
Начиная с небольших робототехнических конструкторов мы с вашей помощью сможем развить технологию, которая включает в себя не только механотронику, но и электронику и программное обеспечение. И это действительно так, ведь несмотря на различия в размерах – электронные схемы и софт во многом будут совпадать. Что большой промышленный робот, что маленький собранный своими руками управляются и действуют по схожим алгоритмам.
Поддержите проект, внесите свой вклад в развитие отечественной робо индустрии – не только финансовый, но и интеллектуальный.
Идея механизма пришла к автору изобретения во сне, необычное расположение ног в виде наклоненной пирамиды показалась весьма интересной и дало название проекту: первая часть названия - тетра от слова тетраэдр (разновидности пирамиды). Первый прототип тетработа был разработан и собран нами в 2017 году из деталей распечатанных на 3D принтере. Прототип имел коротковатые ножки, маломощные моторчики, громоздкий механизм, большую амплитуду колебаний, но уже на первых испытаниях шагающий прототип показывал великолепную проходимость.
Изначально основные детали для робота нами проектировались в виде объемных деталей. Однако изготовление такого устройства с большим количеством деталей на 3D принтере было затратным как по времени, так и по деньгам, себестоимость оказывалась порядка 50 000 рублей не считая электроники и двигателей. Тогда у нас еще не было решения делать именно робототехнический конструктор, а для создания прототипа промышленного робота такая стоимость не является завышенной. Но для серийного производства требовались дорогостоящие пресс-формы. Средняя цена пресс-формы около миллиона рублей, и таких требовалось штук пять. С целью поиска финансирования решено было обратиться в "Фонд содействия инновациям". Трижды мы писали заявку в фонд и трижды эксперты фонда отказывали, видимо проект показался им недостаточно инвестиционно привлекательным. Каждый раз эксперты задавали один вопрос - есть ли у вас заказчики? Но откуда им взяться если еще нет продукта. Ответ экспертов читался в глазах: раз нет заказчиков - значит нет и финансирования на создание продукта. Казалось замкнутый круг.
Но однажды мы решили поучаствовать на одной региональной выставке с прототипом тетработа - вдруг появится заказчик или даже инвестор. Выставка не была связана с какой то конкретной отраслью, можно было выставлять любой продукт. Здесь было много детей, которые бегали по выставке, но каждый раз дети останавливались возле нашего стенда и с восторгом смотрели на первый неказистый прототип Тетработа. Это оказалось озарением - дети вот наш первый коллективный заказчик!
В итоге было найдено другое решение - временно отказаться от создания промышленного робота и все усилия сосредоточить на разработке робототехнического конструктора на базе Тетработа. А вместо технологии литья деталей в дорогостоящие пресс-формы использовать технологию резки. Для этого требовалось все детали конструктора сделать из плоских деталей толщиной от 3 до 10 мм, так как такие детали просты и недороги в изготовлении даже при заказе единичных изделий. Их сегодня делают путем лазерной и фрезерной резки из пластиковых, фанерных и металлических пластин. А для крепления деталей мы решили максимально использовать существующие в продаже крепежные изделия.
В итоге, после нескольких месяцев напряженной творческой работы был переработан механизм и спроектирован конструктор, полностью соответствующий установленным требованиям. И такую сложную объемную деталь как треногу удалось полностью спроектировать из плоских деталей.
Конечная розничная цена первой версии конструктора "Тетработ-старт" из двух лап и хвоста составит не менее 20 000 рублей. Для сравнения цены импортных робототехнических конструкторов в 1,5 - 2 раза дороже. Что входит в стоимость набора: огромное количество нарезных деталей, 2 мотора с червячными редукторами, 2 сервопривода, 14 тонких стальных подшипников, 4 направляющих с линейными подшипниками, 4 энкодера, плата управления и платы расширения, металлические крепежные детали, провода, аккумуляторы и конечно программный продукт для управления роботом.
Данный конструктор станет базисом для сборки более сложных моделей Тетработа на четырех и шести лапах. Для этого можно будет докупать соответствующие дополнительные наборы.
Сегодня у вас есть отличный шанс заказать базовый робототехнический конструктор "Тетработ-старт" с приличной скидкой, став одним из спонсоров проекта.
Прежде всего мы хотим получить обратную связь от наших потенциальных клиентов - что продукт интересен вам или вашим детям.
Вторая задача - получить реальный объем заказов для изготовления первой партии конструкторов. Хороший объем заказов позволит снизить издержки и уложиться в плановые показатели себестоимости. Но даже и при небольшом объеме мы сможем гарантировать поставки по заявленной цене, хотя и проиграем в прибыли.
Третья задача - завершить работы над созданием конструктора и его программной части.
Также мы будем дальше развивать наш симулятор по управлению роботами в виртуальной реальности, добавляя в него новые модели роботов на платформе Тетработ и расширяя полосу препятствий.
В дальнейшем мы планируем развивать проект не только в техническом направлении, но и в проведении мероприятий, связанных с демонстрацией возможностей роботов, создаваемых на платформе Тетработ. Одним из таких мероприятий планируется ежегодное проведение "Tetrabot Troffi" в нескольких классах роботов (начиная с роботов, собираемых из наших конструкторов) и в преодолении реальных полос препятствий разного уровня сложности.
И конечно мы хотим рассказать о своем проекте как можно большему числу людей.
В благодарность за вашу финансовую поддержку мы готовы дарить сувениры и полезные подарки.
- запись имени спонсоров на странице сайта компании WWW.TETRABOT.RU
- брелоки с логотипом компании и надписью "За вклад в развитие отечественной робототехники"
- симулятор для VR шлема, в которой необходимо пройти полосу препятствий управляя джойстиками Тетработом:
- скидки от 20% до 30% на покупку базовой версии конструктора "Тетработ-старт" на Bluetooth управлении , набор включает в себя огромное количество нарезных деталей, 2 мотора с червячными редукторами, 2 сервопривода, 14 тонких стальных подшипников, 4 направляющих с линейными подшипниками, 4 энкодера, плата управления и платы расширения, металлические крепежные детали, провода, аккумуляторы и конечно программный продукт для управления роботом
Базовая версия конструктора "Тетработ-старт" даст возможность начать сборку с простой модели, оценить её возможности и при желании собрать следующую модель достаточно будет докупить дополнительные комплектующие.
СОБЕРИ МЕНЯ СКОРЕЙ
Большой опыт в ИТ бизнесе, автор множества патентов в области защиты информации и робототехники.