Soldier用户手册


1 产品简介

​ HandsFree Soldier是一款采用中型履带线控差速驱动底盘布局的高性能无人车开发平台。采用了基于32位STM32F407芯片的多功能控制器OpenRE Board,拥有丰富的板载资源和二次开发接口,还集成了十轴惯性测量单元、超声波、里程计等。
​ Soldier搭载Power Manager电源管理系统,在拥有电池充放电保护、过流过压保护、电量显示等功能的同时,还能向外界提供5V、12V、19V和24V的稳定电能输出,让用户摆脱上层设备供电不便的烦恼。一如既往,Soldier传承了HandsFree机器人系列高通用化、高拓展性的血统。支持思岚、北洋等十多款主流的激光雷达,支持工控机、TK1、TX1/2、等运算平台,支持Xtion1/2 、Kinect1/2、ZED Stereo Camera等主流摄像头。另外,坚固、高可靠度的结构设计使得Soldier能支持HandsFree大型机械臂和UR3/5、Kinova机械臂,能满足更多服务机器人的任务要求。
​ Soldier拥有硬件里程计、惯性测量单元、激光测距雷达、立体视觉相机和语音输入输出阵列等软硬件配置,完美适配ROS的TF、Navigation、Actionlib和Pluginlib子系统,是深入学习ROS和开发验证高级机器人算法的理想平台。同时支持OpenRE机器人库和ROS系统,完善的开发教程和售后技术服务,满足ROS开发、SLAM研究、机器视觉研究的需求,也适用于商用机器人产品的样机研究开发。


2 发货清单

Soldier高配版出货单清单如下,以下清单仅供参考

序号 名称 图片 数量
1 Soldier机器人本体 x1
2 电池充电器(AC 220V) x1
3 WFLY-ET07 x1
4 鼠标键盘 x1
5 工具套装 x1
6 实验手册 x1
7 设备保修卡 / 服务手册 x1
8 设备出厂测试单 x1
9 设备合格证 x1

3 产品介绍

3.1 整车介绍

序号 说明
A 10寸IPS显示屏
B 超声波阵列
C 急停开关
D 预留功能按钮
E 充电口
F 碰撞检测条
G 全地形履带底盘
H 克里斯蒂斯式独立悬挂

序号 说明
I 铝型材扩展板
J 3D激光雷达
K 高保真音响
L RGBD摄像头
M 2D激光雷达
N 5G网络模组
O 电源总开关

3.2 底盘顶部

  • B1为急停开关;
  • B2为启动开关;
  • B3为手动充电口;

3.3 状态指示

​ 用户可以通过安装在Soldier的遥控器电压表、蜂鸣器以及灯光来确定车体的状态。

状态 描述
当前电压 当前电池电压可通过遥控器上的车辆底盘电压显示查看,当前电池剩余容量百分比可通过如下表得知
低电压报警 当检测到电池电量低于10%或者电压低于42.65V时,Soldier为了防止电池损坏,会主动切断外部扩展供电和驱动器供电,此时底盘将无法进行运动控制和接受外部指令控制
上电显示 按下启动开关,出现“嗒”的一声,并且启动开关和急停开关显示灯全部亮起

3.4 尾部航空接口说明

引脚编号 引脚类型 功能及定义 备注
1 预留 RS232-GND 串口
2 电源 48V- 48V供电负极
3 电源 48V+ 48V/10V供电正极
4 电源 24V- 24V供电负极
5 预留 RS232-TX 串口
6 电源 24V+ 24V/15A供电正极
7 电源 12V- 12V供电负极
8 预留 RS232-RX 串口
9 电源 12V+ 12V/15A供电正极
10 CAN CAN_L CAN总线低
11 CAN CAN_H CAN总线高

3.5 遥控器使用教程

​ 每台 MID-01 配备一个 WFLY ETO7 遥控器,用户使用遥控器可以轻松控制 MID-01 在本产品中的 WFLY ETO7 遥控器我们采用左手转向,右手前后运动设计。其定义及其功能如下。
​ 遥控器参数设置在出厂前均已经设置好,请不要私自修改系统设置,否则可能会导致机器人失控、控制混乱等问题,如有问题,建议返厂维修;遥控器详细操作说明如下:

(1)SA 为控制模式切换拨杆,两档位,拨杆向下时为遥控器控制模式,底盘接收来自遥控器的控制指令;拨杆向上时切换为指令控制模式,底盘接收来自上位机的指令控制;
(2)SC 为档位切换拨杆,三档位,分为高速档、中速档、低速档;拨杆往上时切换至高速档,拨杆在中间位时切换至中速档,拨杆往下切换至低速档;
(3)SD 为安全停车解锁拨杆,在配有安全防撞条的情况下,防撞条感应到碰撞后会触发安全停车,触发安全停车后拨动一次 SD 拨杆 (或者往发生碰撞的反方向拨动一次 S2 线速度摇杆),即可解除安全停车,继续操作;
(4) V1 为无级调速旋钮,旋钮从左往右的的调整范围为 0~100%,在当前档位下,往右旋转 (即旋转范围越大时)速度变大,往左旋转(即旋转范围越小时) 速度则变小;
(5) V2 为操作保护拨盘,在对 S1S2 杆进行操作时需同时按住 V2 操作保护拨盘否则,底盘不接收 S1、S2 摇杆下发的运动指令;
(6) S1 为转向(角速度)摇杆,摇杆的左右控制底盘的左右转向,摇杆的上下控制未启用,上下拨动对底盘运动不影响;
(7) S2 为线速度摇杆,摇杆的前后分别控制底盘前进和后退;摇杆的左右控制未启用左右拨动对底盘运动不影响;
(8) 微调 T1 为转向角度微调键,微调值为-1000~1000,当 T1 为正时,轮胎则向左偏移,并且值越大轮胎向左偏移的角度越大,当 T1 为负时,轮胎则向右偏移,并且值越小轮胎向右偏移的角度越大;
(9) 微调 T2 为油门控制微调键,微调值为-1000~1000;当 S2 处于中间位置时,档位处于前进档、T2 值为正,随着 T2 值增大,前进车速逐渐增大,当 S2 处于中间位置时档位处于后退档、T2 值为负,随着 T2 值减小,后退车速逐渐增大;
(10) POWER 为电源按钮,长按进行开关机操作;
(11)导航键上下左右为方向按键,中键短按为确认键,长按为参数复位键;

遥控器显示待机界面说明如下

3.6 注意事项

3.6.1 环境

  • 首次使用,请先仔细阅读本手册,了解基本操作内容与操作规范。
  • 在-20℃~60℃的环境温度中使用。
  • 如果车辆非单独定制 IP 防护等级,车辆防水、防尘能力为 IP33。
  • 确保各设备的电量充足。
  • 确保车辆无明显异常。
  • 检查遥控器的电池电量充足。

3.6.2 检查

  • 当设备低电量提示时请及时充电。
  • 当设备出现异常时,请立即停止使用,避免造成二次伤害。
  • 当设备已经有出现异常时,请联系相关技术人员,请勿擅自处理。

3.6.3 操作

  • 使用时确保急停开关已经被释放。
  • 保证控制时周围区域相对空旷。
  • 在视距内遥控控制。
  • Soldier最大的载重为 40KG,在使用时,确保有效载荷不超过 40KG。
  • Soldier安装外部扩展时,确认扩展的质心位置,确保在旋转中心。
  • 长时间运行橡胶履带可能会出现位移,可通过底盘上的撑杆螺丝进行加固。

3.6.4 充电

  • Soldier产品默认随车配备一个48V/10A的充电器,可满足客户的充电需求;
  • 默认关机充电,正常充电时,底盘没有指示灯说明。具体指示灯请看充电器上说明;
  • 确保Soldier底盘处于停机断电状态;
  • 充电前请确认尾电气控制台中B2(启动开关)处于关闭状态;
  • 充电时,确保周围环境温度大于 0℃;
  • 将充电器的插头插入尾电气控制面板中B3充电界面;
  • 充电器的AC插头连接220V交流电源,将充电器开关打开,即可进入充电状态;
  • 充电结束之反之,先拔AC插头,再拔输出端插头;
  • 建议电量低于48.19V时,对Soldier进行充电;
  • 注意:电池充满电大约需要3小时,电池充满电电压约为51.03V;

3.6.5 保养

  • 请根据设备的 IP 防护等级在满足防护等级要求的环境中使用;
  • 请勿直接推车;
  • 电池一个月之内至少进行一次充电;
  • 轮胎磨损严重,请及时更换;

4 功能参数

参数类型 项目 指标
机械参数 长x宽x高 1070x780x610
车体重量(Kg) 195Kg
额定载重 40kg
电池类型 锂电池48V 40Ah
电机 直流无刷 2 X 1000W
悬挂 克里斯蒂悬挂
减震 左右独立*8液压减震
性能参数 空载最高车速(km/h) 4
最小转弯半径 0,即可原地转弯
涉水深度 100(mm)
工作温度 -20C°~+60C°
最大爬坡能力 ≤15°(满载)
续航里程 20km
最小离地间隙(mm) 103
控制参数 控制模式 遥控控制/控制指令模式
遥控器 极限距离100m
通讯接口 CAN接口

5 主要零部件

5.1 摄像头参数

项目 参数
深度范围 0.3m—3m
深度视场 67.9°(H) x 45.3°(V)
分辨率 1920x1080

5.2 雷达

5.2.1 性能参数

项目 参数
测量距离 25m
采样频率 16KHz
扫描频率 10KHz
角度分辨率 0.225°
通讯接口 TTL UART
通讯速率 256000bps

5.2.2 通讯接口

色彩 信号名 类型 描述 最小值 典型值 最大值
VCC 供电 总供电 4.9V 5V 5.5V
TX 输出 测距核心串口输出 0V 3.3V 3.5V
绿 RX 输入 测距核心串口输入 0V 3.3V 3.5V
GND 供电 地线 0V 0V 0V
MOTOCTL 输入 扫描电机使能/PWM 控 0V 3.3V 5V

5.3 超声波

项目 参数
最大量程 测墙8米、测人2米、测水面/车4米左右
波速角 30cm内5-10度,30cm以上60-70度
通信接口 TTL串口
输出方式 USB输出

5.4 路由器

项目 参数
支持网络 4G全网通
4G速率 150Mps
网口 四个千兆网口
天线接口 2个外置天线孔
无线速率 2.4G Mhz/5G Mhz
双网双通 支持(4G+宽带叠加上网)

6 扩展板

​ 在无人车上面我们留有供用户二次开发使用的电源扩展口,详细介绍如下:

序号 型号 电压
A MR30 5V / 12V
B MR30 5V / 12V
C XT30 5V
D XT60 24V
E MR30 5V / 12V
F MR30 5V / 12V

7 常见问题与解决

Q:Soldier启动正常,使用遥控器控制车体不移动?

A:首先确认急停开关是否被释放,然后确认遥控器的左侧上方模式选择开关选择的控制模式是否正确。
再查看遥控器 SA 是否处于遥控控制状态
然后检查操作时是否同时按住了 V2 操作保护拨盘
然后检章 V1 无级调速旋钮是否处于最左边 (即旋转范围为 0)
然后检查 SD 拨杆是否处于安全停车状态

Q: MID-01 遥控没电车体停止运行后怎么办?

A: 请立即给遥控器接入电源充电,遥控器上电后立即恢复正常通讯。

Q:Soldier在运行过程中出现履带磨损情况是属于正常现象嘛?

A:Soldier在运行过程中出现履带磨损属于正常现象。由于Soldier采用中型履带底盘的设计,在车体旋转的过程中会出现滑动摩擦和滚动摩擦并存的情况,如果地面不光滑,表面粗糙,这个时候对履带表面存在磨损情况。为了减少磨损或者减缓磨损的过程,可以采用小角度转弯的形式,尽量减少原地旋转的形式。

Q:Soldier上电后主机开机了屏幕不亮?

A:在运输过程中的晃动可能会导致信号线松动,可以尝试把HDMI线重新插拔。

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