![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/cropped-MPER_V3_RENDER_v3-e1713388584683-768x547.png\")
<\/div>\n\n\n\nCele i za\u0142o\u017cenia projektu<\/h4>\n\n\n\nZaplanowany zestaw funkcji \u0142azika<\/h5>\n\n\n\n\n- Zdalne sterowanie zadaniami i p\u00f3\u0142autonomiczne nawigowanie za pomoc\u0105 interfejsu u\u017cytkownika stworzonego podczas projektu, komunikacja za po\u015brednictwem Wi-Fi 2,4 GHz\/5 GHz.<\/li>\n\n\n\n
- Mo\u017cliwo\u015b\u0107 precyzyjnej manipulacji, kt\u00f3ra b\u0119dzie mo\u017cliwa dzi\u0119ki opracowanemu ramieniu robotycznemu z modu\u0142em manipulatora.<\/li>\n\n\n\n
- Pobieranie pr\u00f3bek z i spod powierzchni dzi\u0119ki w pe\u0142ni rozwini\u0119temu, efektywnemu modu\u0142owi wiercenia i przechowywania; mo\u017cliwo\u015b\u0107 przechowania do 5 pr\u00f3bek.<\/li>\n\n\n\n
- Realizacja cel\u00f3w badawczych\u2014mo\u017cliwa dzi\u0119ki wdro\u017ceniu czujnik\u00f3w \u015brodowiskowych do badania sk\u0142adu gleby, atmosfery i wykrywania promieniowania, wraz z systemem wa\u017cenia pobranych pr\u00f3bek.<\/li>\n\n\n\n
- \u0141azik jest wyposa\u017cony w trzy kamery: szerokok\u0105tn\u0105, noktowizyjn\u0105 o \u015brednim k\u0105cie widzenia i do rozpoznawania obiekt\u00f3w przy u\u017cyciu AI. Kamera szerokok\u0105tna mo\u017ce obraca\u0107 si\u0119 w osi pionowej lub poziomej za pomoc\u0105 serwomotoru.<\/li>\n\n\n\n
- Jazda po wzniesieniu o nachyleniu do 30 stopni.<\/li>\n\n\n\n
- Zbudowany spersonalizowanie system LIDAR, kt\u00f3ry stanowi podstaw\u0119 do autonomicznej nawigacji \u0142azika.<\/li>\n\n\n\n
- Zaimplementowany ma zosta\u0107 algorytm planowania \u015bcie\u017cki, pozwalaj\u0105cy \u0142azikowi na autonomiczne poruszanie si\u0119 po terenie z wykorzystaniem GNSS, znacznik\u00f3w wizualnych i czujnik\u00f3w przeszk\u00f3d.<\/li>\n\n\n\n
- Wykorzystanie czujnik\u00f3w poboru pr\u0105du, gromadz\u0105cych dane diagnostyczne modu\u0142\u00f3w \u0142azika.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Projekt \u0142azika zak\u0142ada\u0142 opracowanie taniego w budowie i \u0142atwego do powielenia rozwi\u0105zania konstrukcyjnego, co sk\u0142oni\u0142o nas do zaproponowania wymiar\u00f3w: masa poni\u017cej 18 kg i wymiary platformy 700x450x300 mm. Prostota naszego \u0142azika pozwala na r\u00f3wnoleg\u0142\u0105 obs\u0142ug\u0119 i kontrol\u0119 wielu mniejszych pojazd\u00f3w tego typu, co zmniejsza ryzyko awarii pojedynczego robota, od kt\u00f3rego zale\u017cy powodzenie ca\u0142ej misji, podczas bardziej z\u0142o\u017conych zada\u0144 operacyjnych. Do tego, rozleg\u0142y teren mo\u017ce by\u0107 eksplorowany przez wiele mniejszych \u0142azik\u00f3w. Koncepcja misji, o kt\u00f3rej my\u015bleli\u015bmy, obejmuje g\u0142\u00f3wny niemobilny l\u0105downik\u2014laboratorium naukowe, z flot\u0105 dziesi\u0105tek \u0142azik\u00f3w i dron\u00f3w r\u00f3\u017cnych rozmiar\u00f3w i funkcjonalno\u015bci, przygotowuj\u0105cych i dostarczaj\u0105cych tam pr\u00f3bki.<\/p>\n\n\n\n
Modu\u0142y i ich implementacja<\/h4>\n\n\n\n
Podczas projektowania naszego pojazdu pod uwag\u0119 wzi\u0119to wszystkie elementy niezb\u0119dne do jego dzia\u0142ania. Z tego powodu, komponenty zosta\u0142y podzielone na nast\u0119puj\u0105ce modu\u0142y i odpowiadaj\u0105ce im systemy:<\/p>\n\n\n\n
\n- Platforma jezdna\u2014podwozie: skonstruowany nap\u0119d ma zapewni\u0107 dostosowanie \u0142azika do nier\u00f3wnych i wymagaj\u0105cych powierzchni planetarnych, dzi\u0119ki nap\u0119dowi na 4 ko\u0142a z systemem poch\u0142aniania wstrz\u0105s\u00f3w, kt\u00f3ry zapewnia mu dodatkow\u0105 zwinno\u015b\u0107 ruchu w trudno dost\u0119pnych lub trudnych do nawigowania miejscach.<\/li>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/SpaceCoffee_render21.jpg\")
<\/div>\n\n\n\n- Robotyczne rami\u0119 i manipulator z chwytakiem: komponent musi umo\u017cliwia\u0107 precyzyjn\u0105 interakcj\u0119 z otoczeniem; rami\u0119 manipulatora ma 4 stopnie swobody i pi\u0119\u0107 przegub\u00f3w, w kt\u00f3rym zastosowali\u015bmy zaprojektowan\u0105 kombinacj\u0119 2 typ\u00f3w przek\u0142adni \u2013 przek\u0142adni stepped-planetary, w ca\u0142o\u015bci wydrukowanej z PETG. To zapewnia nam \u0142atwo\u015b\u0107 eksperymentowania z parametrami ramienia, dzi\u0119ki czemu mo\u017cemy okre\u015bli\u0107 najlepszy projekt jego konstrukcji. \u0141azik mo\u017ce zbiera\u0107 materia\u0142y z otaczaj\u0105cych go powierzchni i przenosi\u0107 je na swoj\u0105 platform\u0119, kt\u00f3ra jest wyposa\u017cona w wag\u0119 do wst\u0119pnego okre\u015blenia parametr\u00f3w pr\u00f3bki.<\/li>\n\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/arm_prot.png\")
<\/div>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/planetary_gear.jpg\")
<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n- Ca\u0142e rami\u0119 jest lekkie, ma 4DOF i wykorzystuje 3 silniki krokowe i 2 serwomechanizmy do precyzyjnej nawigacji ruchu. Jego maksymalny ud\u017awig planowany jest na 1 kg.<\/li>\n\n\n\n
- System przechowywania pr\u00f3bek: opracowali\u015bmy inteligentny system pojemnik\u00f3w\u2014pojedynczy czujnik si\u0142y dla przedniej komory i drugi pojedynczy czujnik z ty\u0142u dla pr\u00f3bek z g\u0142\u0119bokich odwiert\u00f3w. Czynno\u015b\u0107 umieszczenia pr\u00f3bki jest rejestrowana, a waga obliczana na podstawie r\u00f3\u017cnicy w ca\u0142kowitej wadze modu\u0142u, z dok\u0142adno\u015bci\u0105 +\/- 0,5 g, przy u\u017cyciu pojedynczego czujnika wagowego. Pozwala to na przechowywanie wielu pr\u00f3bek bez u\u017cycia wi\u0119kszej liczby czujnik\u00f3w wagowych. Magazyn dla pr\u00f3bek z g\u0142\u0119bokich odwiert\u00f3w cechuje si\u0119 obrotowym systemem wymiany pojemnik\u00f3w i ma r\u00f3wnie\u017c opcj\u0119 sekwencyjnego ich opr\u00f3\u017cniania, przy u\u017cyciu pojedynczego serwomechanizmu do obracania przedzia\u0142u. Przedni przedzia\u0142 \u0142adunkowy nadaje si\u0119 do przechowywania ska\u0142 lub innych przedmiot\u00f3w zebranych przez \u0142azik, a tak\u017ce do sk\u0142adowania podstawowych narz\u0119dzi, kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 u\u017cywane przez manipulator. Zawarty tam jest te\u017c czujnik promieniowania jonizuj\u0105cego, jako cz\u0119\u015b\u0107 modu\u0142u czujnik\u00f3w \u015brodowiskowych (do badania atmosfery) oraz czujnik masy.<\/li>\n\n\n\n
- System odwiertu: modu\u0142 odpowiedzialny za pobieranie pr\u00f3bek gleby. Obecna g\u0142\u0119boko\u015b\u0107 planowana dla zanurzenia wiert\u0142a wynosi do 20 cm pod powierzchni\u0105. Najnowsza konstrukcja systemu obejmuje silnik krokowy przesuwaj\u0105cy w\u00f3zek po prowadnicy „V-slot”, z ogranicznikiem na g\u00f3rze. Moment obrotowy silnika krokowego jest zwi\u0119kszany za pomoc\u0105 naszej niestandardowej przek\u0142adni.<\/li>\n\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/unnamed.png\")
<\/div>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/drill_render_1.png\")
<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n- Prowadnica jest podzielona na dwie cz\u0119\u015bci \u2013 sta\u0142\u0105 i ruchom\u0105. Cz\u0119\u015b\u0107 sta\u0142a zapewnia oparcie mechaniczne i dzia\u0142a jak \u0142o\u017cysko liniowe, podczas gdy cz\u0119\u015b\u0107 ruchoma jest przymocowana do w\u00f3zka i \u015bci\u015ble przylega do wiert\u0142a, umo\u017cliwiaj\u0105c pr\u00f3bkom gleby przemieszczanie si\u0119 w g\u00f3r\u0119, jak pokazano na schematach systemu odwiertu.<\/li>\n\n\n\n
- System pobierania pr\u00f3bek: sk\u0142ada si\u0119 z dw\u00f3ch innych modu\u0142\u00f3w: manipulatora i systemu odwiertu. Przedni przedzia\u0142 \u0142adunkowy znajduje si\u0119 w zasi\u0119gu ramienia robota. Po pobraniu, pr\u00f3bki mog\u0105 by\u0107 transportowane i przechowywane w przygotowanych pojemnikach korzystaj\u0105c z manipulatora. Wymaga to uwzgl\u0119dnienia ich szczeg\u00f3lnej krucho\u015bci i zapewnienia wcze\u015bniejszej sterylizacji pojemnika. Wiert\u0142o obraca si\u0119 wzd\u0142u\u017c prowadnicy, umo\u017cliwiaj\u0105c przeniesienie pr\u00f3bki do g\u00f3ry w kierunku systemu przechowywania pr\u00f3bek.<\/li>\n\n\n\n
- Komputer g\u0142\u00f3wny i komputery podsystem\u00f3w: odpowiedzialne za koordynacj\u0119 pracy ca\u0142ego \u0142azika. Przesy\u0142anie informacji i komend pomi\u0119dzy podsystemami odbywa si\u0119 poprzez magistrale SPI pod\u0142\u0105czone do g\u0142\u00f3wnego komputera \u0142azika. Opracowali\u015bmy 3 odr\u0119bne p\u0142ytki PCB dla g\u0142\u00f3wnych podsystem\u00f3w: Chassis, Manipulator i Sampler, wszystkie trzy nap\u0119dzane przez niezale\u017cny mikrokontroler (Arduino Nano), odbieraj\u0105cy i wysy\u0142aj\u0105cy dane do g\u0142\u00f3wnego kontrolera (Raspberry Pi 5).<\/li>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/PCB1_photo-768x1224.jpg\")
<\/div>\n\n\n\n- Modu\u0142 czujnik\u00f3w \u015brodowiskowych: s\u0142u\u017c\u0105cy do badania warunk\u00f3w \u015brodowiskowych panuj\u0105cych na planetach innych ni\u017c Ziemia. Jest zbiorem czujnik\u00f3w przeznaczonych do zbierania danych o sk\u0142adzie i stanie atmosfery oraz gleby. W celu analizy czynnik\u00f3w atmosferycznych skompletowali\u015bmy oparty na Arduino Nano system czujnik\u00f3w ci\u015bnienia, temperatury, wilgotno\u015bci i CO\u2082.<\/li>\n\n\n\n
- Dodatkowo nasz \u0142azik wyposa\u017cony jest w czujnik promieniowania jonizuj\u0105cego, umieszczony obok przedniego przedzia\u0142u \u0142adunkowego. Mo\u017ce on by\u0107 wykorzystywany do pomiaru promieniowania t\u0142a i burz s\u0142onecznych, a tak\u017ce do wykrywania radioaktywno\u015bci obiekt\u00f3w odebranych przez \u0142azik.<\/li>\n\n\n\n
- Badanie czynnik\u00f3w zwi\u0105zanych z warunkami glebowymi b\u0119dzie mo\u017cliwe dzi\u0119ki zastosowaniu sond wilgotno\u015bci i temperatury.<\/li>\n\n\n\n
- Wymienione powy\u017cej czynniki s\u0105 potrzebne do oceny element\u00f3w natury planety, oceny jej zamieszkiwalno\u015bci i, na przyk\u0142ad, zdolno\u015bci do hodowli ro\u015blin. Pomiary przygotowane podczas badania pr\u00f3bki s\u0105 przesy\u0142ane z modu\u0142\u00f3w sensorycznych poprzez magistral\u0119 UART do komputera g\u0142\u00f3wnego opartego na Raspberry Pi 5. Zanotowane warto\u015bci s\u0105 nast\u0119pnie przesy\u0142ane do bazy naziemnej w celu prowadzenia dalszych bada\u0144. Wa\u017cnym dodatkiem w pracach jest czujnik promieniowania UV.<\/li>\n\n\n\n
- Intuicyjny interfejs u\u017cytkownika: pe\u0142n\u0105 kontrol\u0119 nad \u0142azikiem mo\u017cna uzyska\u0107 w przegl\u0105darce, z telemetri\u0105 i podgl\u0105dem na \u017cywo. Opracowujemy system wyznaczania trasy, w kt\u00f3rym operator mo\u017ce dotkn\u0105\u0107 punktu w zasi\u0119gu wzroku \u0142azika, a ten dojedzie do niego, omijaj\u0105c po drodze przeszkody. Interfejs u\u017cytkownika mo\u017ce by\u0107 dost\u0119pny przez przegl\u0105dark\u0119 na dowolnym komputerze PC lub urz\u0105dzeniu mobilnym, umo\u017cliwiaj\u0105c intuicyjne sterowanie pojazdem.<\/li>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/UI_rover.png\")
<\/div>\n\n\n\n- Zbudowany pod specjalne potrzeby system przypominaj\u0105cy LIDAR: sk\u0142adaj\u0105cy si\u0119 z \u201ewie\u017cyczki\u201d z czujnikiem laserowym o dw\u00f3ch DOF, kt\u00f3ry mo\u017ce celowa\u0107 w dowolny obiekt i zwraca\u0107 jego odleg\u0142o\u015b\u0107 od \u0142azika.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/spacecoffee.net\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/rover_diagram.jpg\")
<\/div>\n\n\n\nRozw\u00f3j: posty zwi\u0105zane z projektem MPER<\/h4>\n\n\n\n
- \n
- Zdalne sterowanie zadaniami i p\u00f3\u0142autonomiczne nawigowanie za pomoc\u0105 interfejsu u\u017cytkownika stworzonego podczas projektu, komunikacja za po\u015brednictwem Wi-Fi 2,4 GHz\/5 GHz.<\/li>\n\n\n\n
- Mo\u017cliwo\u015b\u0107 precyzyjnej manipulacji, kt\u00f3ra b\u0119dzie mo\u017cliwa dzi\u0119ki opracowanemu ramieniu robotycznemu z modu\u0142em manipulatora.<\/li>\n\n\n\n
- Pobieranie pr\u00f3bek z i spod powierzchni dzi\u0119ki w pe\u0142ni rozwini\u0119temu, efektywnemu modu\u0142owi wiercenia i przechowywania; mo\u017cliwo\u015b\u0107 przechowania do 5 pr\u00f3bek.<\/li>\n\n\n\n
- Realizacja cel\u00f3w badawczych\u2014mo\u017cliwa dzi\u0119ki wdro\u017ceniu czujnik\u00f3w \u015brodowiskowych do badania sk\u0142adu gleby, atmosfery i wykrywania promieniowania, wraz z systemem wa\u017cenia pobranych pr\u00f3bek.<\/li>\n\n\n\n
- \u0141azik jest wyposa\u017cony w trzy kamery: szerokok\u0105tn\u0105, noktowizyjn\u0105 o \u015brednim k\u0105cie widzenia i do rozpoznawania obiekt\u00f3w przy u\u017cyciu AI. Kamera szerokok\u0105tna mo\u017ce obraca\u0107 si\u0119 w osi pionowej lub poziomej za pomoc\u0105 serwomotoru.<\/li>\n\n\n\n
- Jazda po wzniesieniu o nachyleniu do 30 stopni.<\/li>\n\n\n\n
- Zbudowany spersonalizowanie system LIDAR, kt\u00f3ry stanowi podstaw\u0119 do autonomicznej nawigacji \u0142azika.<\/li>\n\n\n\n
- Zaimplementowany ma zosta\u0107 algorytm planowania \u015bcie\u017cki, pozwalaj\u0105cy \u0142azikowi na autonomiczne poruszanie si\u0119 po terenie z wykorzystaniem GNSS, znacznik\u00f3w wizualnych i czujnik\u00f3w przeszk\u00f3d.<\/li>\n\n\n\n
- Wykorzystanie czujnik\u00f3w poboru pr\u0105du, gromadz\u0105cych dane diagnostyczne modu\u0142\u00f3w \u0142azika.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Projekt \u0142azika zak\u0142ada\u0142 opracowanie taniego w budowie i \u0142atwego do powielenia rozwi\u0105zania konstrukcyjnego, co sk\u0142oni\u0142o nas do zaproponowania wymiar\u00f3w: masa poni\u017cej 18 kg i wymiary platformy 700x450x300 mm. Prostota naszego \u0142azika pozwala na r\u00f3wnoleg\u0142\u0105 obs\u0142ug\u0119 i kontrol\u0119 wielu mniejszych pojazd\u00f3w tego typu, co zmniejsza ryzyko awarii pojedynczego robota, od kt\u00f3rego zale\u017cy powodzenie ca\u0142ej misji, podczas bardziej z\u0142o\u017conych zada\u0144 operacyjnych. Do tego, rozleg\u0142y teren mo\u017ce by\u0107 eksplorowany przez wiele mniejszych \u0142azik\u00f3w. Koncepcja misji, o kt\u00f3rej my\u015bleli\u015bmy, obejmuje g\u0142\u00f3wny niemobilny l\u0105downik\u2014laboratorium naukowe, z flot\u0105 dziesi\u0105tek \u0142azik\u00f3w i dron\u00f3w r\u00f3\u017cnych rozmiar\u00f3w i funkcjonalno\u015bci, przygotowuj\u0105cych i dostarczaj\u0105cych tam pr\u00f3bki.<\/p>\n\n\n\n
Modu\u0142y i ich implementacja<\/h4>\n\n\n\n
Podczas projektowania naszego pojazdu pod uwag\u0119 wzi\u0119to wszystkie elementy niezb\u0119dne do jego dzia\u0142ania. Z tego powodu, komponenty zosta\u0142y podzielone na nast\u0119puj\u0105ce modu\u0142y i odpowiadaj\u0105ce im systemy:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Platforma jezdna\u2014podwozie: skonstruowany nap\u0119d ma zapewni\u0107 dostosowanie \u0142azika do nier\u00f3wnych i wymagaj\u0105cych powierzchni planetarnych, dzi\u0119ki nap\u0119dowi na 4 ko\u0142a z systemem poch\u0142aniania wstrz\u0105s\u00f3w, kt\u00f3ry zapewnia mu dodatkow\u0105 zwinno\u015b\u0107 ruchu w trudno dost\u0119pnych lub trudnych do nawigowania miejscach.<\/li>\n\n\n\n<\/div>\n\n\n\n
- Robotyczne rami\u0119 i manipulator z chwytakiem: komponent musi umo\u017cliwia\u0107 precyzyjn\u0105 interakcj\u0119 z otoczeniem; rami\u0119 manipulatora ma 4 stopnie swobody i pi\u0119\u0107 przegub\u00f3w, w kt\u00f3rym zastosowali\u015bmy zaprojektowan\u0105 kombinacj\u0119 2 typ\u00f3w przek\u0142adni \u2013 przek\u0142adni stepped-planetary, w ca\u0142o\u015bci wydrukowanej z PETG. To zapewnia nam \u0142atwo\u015b\u0107 eksperymentowania z parametrami ramienia, dzi\u0119ki czemu mo\u017cemy okre\u015bli\u0107 najlepszy projekt jego konstrukcji. \u0141azik mo\u017ce zbiera\u0107 materia\u0142y z otaczaj\u0105cych go powierzchni i przenosi\u0107 je na swoj\u0105 platform\u0119, kt\u00f3ra jest wyposa\u017cona w wag\u0119 do wst\u0119pnego okre\u015blenia parametr\u00f3w pr\u00f3bki.<\/li>\n\n\n\n
\n<\/div>\n\n\n\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n- Ca\u0142e rami\u0119 jest lekkie, ma 4DOF i wykorzystuje 3 silniki krokowe i 2 serwomechanizmy do precyzyjnej nawigacji ruchu. Jego maksymalny ud\u017awig planowany jest na 1 kg.<\/li>\n\n\n\n
- System przechowywania pr\u00f3bek: opracowali\u015bmy inteligentny system pojemnik\u00f3w\u2014pojedynczy czujnik si\u0142y dla przedniej komory i drugi pojedynczy czujnik z ty\u0142u dla pr\u00f3bek z g\u0142\u0119bokich odwiert\u00f3w. Czynno\u015b\u0107 umieszczenia pr\u00f3bki jest rejestrowana, a waga obliczana na podstawie r\u00f3\u017cnicy w ca\u0142kowitej wadze modu\u0142u, z dok\u0142adno\u015bci\u0105 +\/- 0,5 g, przy u\u017cyciu pojedynczego czujnika wagowego. Pozwala to na przechowywanie wielu pr\u00f3bek bez u\u017cycia wi\u0119kszej liczby czujnik\u00f3w wagowych. Magazyn dla pr\u00f3bek z g\u0142\u0119bokich odwiert\u00f3w cechuje si\u0119 obrotowym systemem wymiany pojemnik\u00f3w i ma r\u00f3wnie\u017c opcj\u0119 sekwencyjnego ich opr\u00f3\u017cniania, przy u\u017cyciu pojedynczego serwomechanizmu do obracania przedzia\u0142u. Przedni przedzia\u0142 \u0142adunkowy nadaje si\u0119 do przechowywania ska\u0142 lub innych przedmiot\u00f3w zebranych przez \u0142azik, a tak\u017ce do sk\u0142adowania podstawowych narz\u0119dzi, kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 u\u017cywane przez manipulator. Zawarty tam jest te\u017c czujnik promieniowania jonizuj\u0105cego, jako cz\u0119\u015b\u0107 modu\u0142u czujnik\u00f3w \u015brodowiskowych (do badania atmosfery) oraz czujnik masy.<\/li>\n\n\n\n
- System odwiertu: modu\u0142 odpowiedzialny za pobieranie pr\u00f3bek gleby. Obecna g\u0142\u0119boko\u015b\u0107 planowana dla zanurzenia wiert\u0142a wynosi do 20 cm pod powierzchni\u0105. Najnowsza konstrukcja systemu obejmuje silnik krokowy przesuwaj\u0105cy w\u00f3zek po prowadnicy „V-slot”, z ogranicznikiem na g\u00f3rze. Moment obrotowy silnika krokowego jest zwi\u0119kszany za pomoc\u0105 naszej niestandardowej przek\u0142adni.<\/li>\n\n\n\n
\n<\/div>\n\n\n\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n- Prowadnica jest podzielona na dwie cz\u0119\u015bci \u2013 sta\u0142\u0105 i ruchom\u0105. Cz\u0119\u015b\u0107 sta\u0142a zapewnia oparcie mechaniczne i dzia\u0142a jak \u0142o\u017cysko liniowe, podczas gdy cz\u0119\u015b\u0107 ruchoma jest przymocowana do w\u00f3zka i \u015bci\u015ble przylega do wiert\u0142a, umo\u017cliwiaj\u0105c pr\u00f3bkom gleby przemieszczanie si\u0119 w g\u00f3r\u0119, jak pokazano na schematach systemu odwiertu.<\/li>\n\n\n\n
- System pobierania pr\u00f3bek: sk\u0142ada si\u0119 z dw\u00f3ch innych modu\u0142\u00f3w: manipulatora i systemu odwiertu. Przedni przedzia\u0142 \u0142adunkowy znajduje si\u0119 w zasi\u0119gu ramienia robota. Po pobraniu, pr\u00f3bki mog\u0105 by\u0107 transportowane i przechowywane w przygotowanych pojemnikach korzystaj\u0105c z manipulatora. Wymaga to uwzgl\u0119dnienia ich szczeg\u00f3lnej krucho\u015bci i zapewnienia wcze\u015bniejszej sterylizacji pojemnika. Wiert\u0142o obraca si\u0119 wzd\u0142u\u017c prowadnicy, umo\u017cliwiaj\u0105c przeniesienie pr\u00f3bki do g\u00f3ry w kierunku systemu przechowywania pr\u00f3bek.<\/li>\n\n\n\n
- Komputer g\u0142\u00f3wny i komputery podsystem\u00f3w: odpowiedzialne za koordynacj\u0119 pracy ca\u0142ego \u0142azika. Przesy\u0142anie informacji i komend pomi\u0119dzy podsystemami odbywa si\u0119 poprzez magistrale SPI pod\u0142\u0105czone do g\u0142\u00f3wnego komputera \u0142azika. Opracowali\u015bmy 3 odr\u0119bne p\u0142ytki PCB dla g\u0142\u00f3wnych podsystem\u00f3w: Chassis, Manipulator i Sampler, wszystkie trzy nap\u0119dzane przez niezale\u017cny mikrokontroler (Arduino Nano), odbieraj\u0105cy i wysy\u0142aj\u0105cy dane do g\u0142\u00f3wnego kontrolera (Raspberry Pi 5).<\/li>\n\n\n\n
<\/div>\n\n\n\n- Modu\u0142 czujnik\u00f3w \u015brodowiskowych: s\u0142u\u017c\u0105cy do badania warunk\u00f3w \u015brodowiskowych panuj\u0105cych na planetach innych ni\u017c Ziemia. Jest zbiorem czujnik\u00f3w przeznaczonych do zbierania danych o sk\u0142adzie i stanie atmosfery oraz gleby. W celu analizy czynnik\u00f3w atmosferycznych skompletowali\u015bmy oparty na Arduino Nano system czujnik\u00f3w ci\u015bnienia, temperatury, wilgotno\u015bci i CO\u2082.<\/li>\n\n\n\n
- Dodatkowo nasz \u0142azik wyposa\u017cony jest w czujnik promieniowania jonizuj\u0105cego, umieszczony obok przedniego przedzia\u0142u \u0142adunkowego. Mo\u017ce on by\u0107 wykorzystywany do pomiaru promieniowania t\u0142a i burz s\u0142onecznych, a tak\u017ce do wykrywania radioaktywno\u015bci obiekt\u00f3w odebranych przez \u0142azik.<\/li>\n\n\n\n
- Badanie czynnik\u00f3w zwi\u0105zanych z warunkami glebowymi b\u0119dzie mo\u017cliwe dzi\u0119ki zastosowaniu sond wilgotno\u015bci i temperatury.<\/li>\n\n\n\n
- Wymienione powy\u017cej czynniki s\u0105 potrzebne do oceny element\u00f3w natury planety, oceny jej zamieszkiwalno\u015bci i, na przyk\u0142ad, zdolno\u015bci do hodowli ro\u015blin. Pomiary przygotowane podczas badania pr\u00f3bki s\u0105 przesy\u0142ane z modu\u0142\u00f3w sensorycznych poprzez magistral\u0119 UART do komputera g\u0142\u00f3wnego opartego na Raspberry Pi 5. Zanotowane warto\u015bci s\u0105 nast\u0119pnie przesy\u0142ane do bazy naziemnej w celu prowadzenia dalszych bada\u0144. Wa\u017cnym dodatkiem w pracach jest czujnik promieniowania UV.<\/li>\n\n\n\n
- Intuicyjny interfejs u\u017cytkownika: pe\u0142n\u0105 kontrol\u0119 nad \u0142azikiem mo\u017cna uzyska\u0107 w przegl\u0105darce, z telemetri\u0105 i podgl\u0105dem na \u017cywo. Opracowujemy system wyznaczania trasy, w kt\u00f3rym operator mo\u017ce dotkn\u0105\u0107 punktu w zasi\u0119gu wzroku \u0142azika, a ten dojedzie do niego, omijaj\u0105c po drodze przeszkody. Interfejs u\u017cytkownika mo\u017ce by\u0107 dost\u0119pny przez przegl\u0105dark\u0119 na dowolnym komputerze PC lub urz\u0105dzeniu mobilnym, umo\u017cliwiaj\u0105c intuicyjne sterowanie pojazdem.<\/li>\n\n\n\n
<\/div>\n\n\n\n- Zbudowany pod specjalne potrzeby system przypominaj\u0105cy LIDAR: sk\u0142adaj\u0105cy si\u0119 z \u201ewie\u017cyczki\u201d z czujnikiem laserowym o dw\u00f3ch DOF, kt\u00f3ry mo\u017ce celowa\u0107 w dowolny obiekt i zwraca\u0107 jego odleg\u0142o\u015b\u0107 od \u0142azika.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
<\/div>\n\n\n\nRozw\u00f3j: posty zwi\u0105zane z projektem MPER<\/h4>\n\n\n\n
- Robotyczne rami\u0119 i manipulator z chwytakiem: komponent musi umo\u017cliwia\u0107 precyzyjn\u0105 interakcj\u0119 z otoczeniem; rami\u0119 manipulatora ma 4 stopnie swobody i pi\u0119\u0107 przegub\u00f3w, w kt\u00f3rym zastosowali\u015bmy zaprojektowan\u0105 kombinacj\u0119 2 typ\u00f3w przek\u0142adni \u2013 przek\u0142adni stepped-planetary, w ca\u0142o\u015bci wydrukowanej z PETG. To zapewnia nam \u0142atwo\u015b\u0107 eksperymentowania z parametrami ramienia, dzi\u0119ki czemu mo\u017cemy okre\u015bli\u0107 najlepszy projekt jego konstrukcji. \u0141azik mo\u017ce zbiera\u0107 materia\u0142y z otaczaj\u0105cych go powierzchni i przenosi\u0107 je na swoj\u0105 platform\u0119, kt\u00f3ra jest wyposa\u017cona w wag\u0119 do wst\u0119pnego okre\u015blenia parametr\u00f3w pr\u00f3bki.<\/li>\n\n\n\n
- Platforma jezdna\u2014podwozie: skonstruowany nap\u0119d ma zapewni\u0107 dostosowanie \u0142azika do nier\u00f3wnych i wymagaj\u0105cych powierzchni planetarnych, dzi\u0119ki nap\u0119dowi na 4 ko\u0142a z systemem poch\u0142aniania wstrz\u0105s\u00f3w, kt\u00f3ry zapewnia mu dodatkow\u0105 zwinno\u015b\u0107 ruchu w trudno dost\u0119pnych lub trudnych do nawigowania miejscach.<\/li>\n\n\n\n