[开源汇总] 【官方开源】RoboMaster 2019空中机器人机架开源

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管理员robomaster
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RoboMaster2019空中机器人机架开源



       RoboMaster2018 全国大学生机器人大赛中,空中机器人大显神威,在战场中起到了至关重要的作用,有时甚至是决定比赛胜负的关键角色。2019年的比赛中,我们将继续凸显空中机器人的重要战略地位,给予它更强大的火力输出。因此,我们尝试采用了拥有更大载重和动力的机架结构,现开源机架方案供大家参考。


一、空中机器人方案概述
图1.png

图1 空中机器人三维图纸

图2.jpg

图2 空中机器人实物拍摄


  
空中机器人规格参数
  
规格
参数
外形尺寸 mm
  
(长x宽x高)
1200 X 1200 X 750
  
(保护杆高于桨平面300mm)
重量 Kg
9.7
  
(TB47D/不含弹丸/带裁判系统)

       1.动力系统:相比于2018年的空中机器人方案,本方案更换采用了E2000 Pro 动力系统,E2000 动力系统Pro版电调集中在电机下方, 比较节省空间和重量。E2000动力系统单轴最大拉力为5.1Kg,由于此需要48V的电压驱动,本方案中也搭载了4块DJI TB47D/TB48D 电池。
       2.导航控制系统:采用了N3飞控配合Guidance的导航控制系统。
       3.云台系统:Yaw轴电机采用6020云台电机进行驱动,Pitch轴电机采用GM3510电机进行调控,摩擦轮发射电机采用snail电机驱动,拨弹轮采用2006电机进行驱动。
  
E2000 Pro动力系统下飞行时间测试数据
  
起飞重量
推重比
极限飞行时长
  
(TB47D)
极限飞行时长
  
(TB48D)
备注
11.2Kg
1.82
10分10秒
11分30秒
飞机重量为9.2Kg(排除子弹和裁判系统)。
  
12.7Kg
  
(携带配重进行测试)
1.61
7分02秒
7分12秒
12.7Kg接近飞机载重的极限值,此时动力电机发热严重,电压波动大,电路效率低;
  
此时飞机重量10.35Kg,规则限重为10Kg,采用E2000 Pro动力系统的话,推荐重量为9.5Kg以下,即推重比大于1.72。
       注:空中机器人的机动性可以用推重比进行衡量,推重比越大,无人机的机动性能越好,一般推重比大于2的无人机具有较好的机动性。感兴趣的同学可以自行进行研究。

二、电路部分须知
1.连接框图

图3.png

图3机架部分连接框图
注:
1.Guidance 与 N3飞控通信,采用的是CAN进行通信 。而非API。不要连接到N3的API接口。
2. E2000动力系统的电机智能电调,通过N3飞控产品包中485_hub智能通信转接线与飞控iESC口相连接。

图4.jpg

图4电源连接部分

注: 1. 在电源连接部分,我们并未给电路中加入电源开关,原因是E2000飞行动力系统的工
作电流较大 ,如果大家需要后期加上电源开关,请务必选择额定电流较大的开关进行
串接。
2. 在上图电路结构下,电源的接入顺序不同可能会让Guidance/裁判系统/云台部分,
承受短时反向电压,不过经过实际测试,对器件不会造成致命影响,但提醒大家注意。
  
       整机电源由 4 块TB47 或 48 电池组成,给 24V 及 48V 用电器供电,需要注意的是,24V 的用电器应该与48V 用电器的GND 电位保持一致,否则使用过程中两个元件地线之间产生电位差会出现问题。
       建议大家根据电流大小自行设计PCB,节约空间,或可到某宝搜索植保机的分电板进行使用。若选择后者,请大家务必仔细阅读某宝产品说明,注意区分24V,48V输出接口以及电池的连接方式,避免烧毁器件。
  • 24V的用电器有Guidance、裁判系统以及云台系统;
  • 48V的用电器包括桨叶电机以及飞控
     (飞控用48V供电的原因是要测量电压);
注:N3 不支持和TB47 通信,只能使用测电压的方式测量电量。也不要尝试将不同电势电池的信号线接到一起。

2.其他注意事项
  • N3 与Guidance 配合使用;
  • N3 与 guidance 的通信连接线不是来自于N3飞控或guidance产品包里的成
    品云台连接线和普通连接线,而是需要大家自行焊接。N3飞控端需要使用飞
    控CAN专用接头,guidance端则需使用GH1.25普通5pin自锁接头,具体接头
    间接线方式见下图说明。
  • 由于通信线guidance端没有屏蔽层,布线时注意环境干扰,推荐将guidance
    端线长缩短。
  • Guidance 需要使用 1.4 版本的固件;
  • N3 的固件应该没有硬性要求,2018 的固件和 2017 的固件都可,建议先刷到最新版本,如尝试失败,可将版本降级进行尝试;
  • 建议大家把RS 485 的hub 用上,使电调和飞控有通信,并在飞控DJI Assistant 软件设置选项中开启DJI 智能电调功能。


3.N3与Guidance连线
F5579963-714F-EA32-69D6-DBC020338A67.png 1.jpg
图5
如上图N3 与Guidance连线图示 (左侧端子最右边一根线头已被去掉,不用连接)

3.png

4.png

5.png

6.png

7.png

注:
1.N3与guidance两侧通信接头如上图所示,左侧接头插入 guidance 主控上的5pin GH1.25自锁插口(注意不是UART接口),右侧接头建议插在N3飞控GNSS_compass 模块线上的CAN拓展口上。
2.图中两接头从左至右   ,均分别命名为端口1,2,3 ,4。接线时,只需将端口号相同线接在一起即可。值得注意是,左侧guidance  本来是5pin接口,图中最右侧一路线头已经被去掉,不连接。
3.使用前建议先标定Guidance,guidance调试软件见DJI官网guidance产品模块,标定好且Guidance 与N3 互相连接后,打开遥控器,如N3 的LED 灯效为双闪绿,则连接成功。如果灯效不对请检查线材以及重新标定。
4.在调试过程中,我们发现guidance与N3通信,与上电时间也有关系,若guidance比飞控上电时间提前较多,可能会通信失败。建议同时上电。
5.飞机遥控器若采用DT7,需要刷新为飞机固件才能与N3飞控通信,否则不能在调参助手中看见遥控器通道数据,接收机若采用DR16接收机,也需要刷为飞机固件。
6. 建议仔细阅读guidance和飞控使用指南,注意 guidance ,guidance视觉模块,N3飞控,GNSS模块都有安装朝向要求,guidance主控 和 N3主控尽量安装在飞机重心位置,同时注意散热。

      Guidance调参软件,下载链接:https://www.dji.com/cn/guidance/info#downloads
      DT7遥控器和DR16接收机,作为飞机遥控器和接收机均需要更改固件,遥控器可以自行在飞机和战车版本切换,接收机只能寄回组委会升级
遥控器升级软件下载链接:https://bbs.robomaster.com/forum.php?mod=viewthread&tid=7719&page=1&extra=#pid86478

三、机架安装须知
      1. 机臂碳管定位孔用2.5mm光轴插入定位,用水平仪手动调整桨平。


图6.jpg

图6 机臂定位孔位置图示

      2. 机臂管夹上下夹紧,安装上下两层碳板时注意安装顺序。
      3. 保护罩碳管和脚架碳管用胶水加固或打孔固定。
      4. 机架空间较为封闭和狭窄,建议大家在设计机架的过程中考虑好走线路径和位置,避免装配中走弯路。
      5. GPS在室内虽然没有定位作用,但内部包含有指南针模块,不安装无法起飞,且对于大电流以及强磁的模块要留有一定距离,避免磁扰。

四、安全注意事项
      1. 改装后的空中机器人桨叶尺寸较大,为21寸,一定要先拆掉桨调试程序和桨平,避免出现安全问题。
      2. 桨叶具有方向(CW和CCW),对角的桨叶方向一致,安装时一定要注意,不然会出现起飞机身翻覆的风险。
      3. Guidance、电源板和N3模块发热相对较大,布线时一定要留足够空间,避免温度过高出现安全隐患。
      4. 自行设计时尽量减少螺丝的安装,减轻重量,推荐飞机质量为9.5Kg以下(不含裁判系统和弹丸),如果载重比较大,动力系统电机会发热较严重,动力系统效率低下,影响续航。同时建议大家将重心尽量提高到桨平面,否则飞行时不好进行控制,飞机晃动较大。
      5. 由于21寸桨尺寸和空气流量都很大,在靠近墙边容易出现晃动,建议大家在空旷地形和墙边都进行测试。



                               
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       PS:机械图纸物料的统计清单还有更详细的开源说明文档等已经上传附件啦~~小伙伴们看完资料后如果还有其他疑问,可以在评论区进行提问哦~

RM2019官方空中机器人开源文档.7z (76.58 MB, 下载次数: 2406)
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管理员robomaster
 楼主| 2018-9-21 17:18:00 显示全部楼层
Zonda-Feng 发表于 2018-9-21 00:37
表格里面的起飞重量是什么意思?后面备注里写了飞机重量?二者有什么区别? ...

起飞重量是指,飞机重量加上弹丸裁判系统之类的以后,实际起飞时的重量。

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管理员robomaster
 楼主| 2018-9-25 11:10:01 显示全部楼层
tanglei 发表于 2018-9-22 17:14
图纸是哪个版本的SolidWorks?

图纸是STEP格式的哦,任意版本的SolidWorks都可以打开~

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管理员robomaster
 楼主| 2018-9-25 18:17:46 显示全部楼层
xtt 发表于 2018-9-22 16:36
这个的妙算加在哪里的,是Mini PC对吧,应该比较大吧

妙算严格来说不mini PC哦,是官方专门针对比赛的低功耗arm处理器,架构和手机差不多~mini PC架构一般是x86用的芯片,功耗大一些。不过这个要看你的实际使用效果来选择购买妙算还是别的渠道购买mini PC~emmm官方提供的图是没有安装妙算或者摄像头的哦

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管理员RM赛务
2019-1-14 16:22:40 显示全部楼层
2019年1月14日:更新图5
增加:
Guidance调参软件,下载链接:https://www.dji.com/cn/guidance/info#downloads
DT7遥控器和DR16接收机,作为飞机遥控器和接收机均需要更改固件,遥控器可以自行在飞机和战车版本切换,接收机只能寄回组委会升级
遥控器升级软件下载链接:https://bbs.robomaster.com/forum.php?mod=viewthread&tid=7719&page=1&extra=#pid86478



2019年2月1日更新
更新了接线图及注意事项。第二点内容

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上等兵solitude
2018-9-24 12:22:42 显示全部楼层
能顺带把云台和发射机构也一并开源了么

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下士余学庆
2018-11-20 10:48:24 显示全部楼层
问一下,官方开源的这一套机架桨叶保护罩只是在桨叶的上方,这样符合比赛规则要求吗?比赛规则里说的“全包围的桨叶保护罩”应该要求桨叶的上方和下方都有保护吧?担心比赛前检录会被工作人员拦下说以任意角度装上竖直圆柱体不能保护旋翼

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上等兵lydcomcom
2018-11-6 16:57:39 显示全部楼层
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上等兵czz_robot
2018-9-20 18:49:56 显示全部楼层
为啥说文件已损坏?....是我打开的方式不对吗

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中士Va9RAnt
2018-9-20 18:27:48 显示全部楼层
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下士izh20
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少尉念夕
2018-9-20 18:51:54 显示全部楼层
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下士firedog_r
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下士hongliang
2018-9-20 18:58:40 显示全部楼层
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中士前蓝宇
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下士文思捷
2018-9-20 19:37:27 显示全部楼层
这可海星,估计是官方怕我们没经验吧

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中士GUET-BEIHAI
2018-9-20 19:55:13 显示全部楼层
散了散了准备去改装植保机了
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