Thunder用户手册
1 产品简介
HandsFree Thunder是一款采用四轮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。
Thunder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,Thunder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Thunder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。
Thunder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
Thunder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 | Thunder机器人本体 | x1 | |
2 | 电池充电器(AC 220V) | x1 | |
3 | 富斯遥控器 | 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 | 电源总开关 |
B | 内置4/5G联网模块 |
C | 铝型材拓展板 |
D | 3D激光雷达 |
E | 高保真音响 |
F | 摄像头 |
G | RGBD摄像头 |
H | 2D激光雷达 |
I | 多个超声波 |
序号 | 说明 |
---|---|
J | 10寸IPS显示屏 |
K | 急停开关 |
L | 预留功能按钮 |
M | 防撞传感器 |
N | 循环散热系统 |
O | 独立悬挂减震系统 |
P | 全地形越野轮胎 |
3.2 底盘尾部
- Q1为充电接口;
- Q2为CAN和24V电源扩展接口;
- Q3为蜂鸣器;
- Q4为电源总开关;
- Q5为电源显示交互。
3.3 状态指示
用户可以通过安装在Thunder上的电压表、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尾部电气面板中的电压表查看,精确到1V |
低电压报警 | 当电池电量低于15%或者电压低于24V时,车体会发出“滴-滴-滴”刺耳的声音进行提示。当检测到电池电量低于10%或者电压低于23V时,Thunder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 | 前后灯光亮起 |
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 | 电源 | VCC | 电源正,电压范围 23-26.5,最大电流10A |
2 | 电源 | GND | 电源负 |
3 | CAN | CAN_H | CAN总线高 |
4 | CAN | CAN_L | CAN总线低 |
3.5 遥控器使用教程
富斯遥控器为Thunder产品配件,使用遥控器可以轻松控制Thunder机器人,在本产品中我们采用左手油门的设计。其定义及其功能可参考下图。
按键的功能定义为:SWA、SWD暂时未被启用,其中SWB为控制模式选择按钮,拨至最上方为指令控制模式,拨至中间为遥控控制模式;SWC为灯光控制按钮;S1为油门按钮,控制Thunder前进和后退;S2控制旋转,POWER为电源按钮,同时按住即可开机
注意:遥控器出厂前映射已设置好,请勿随意更改。(不提供更改教程)
使用教程:
- 遥控器开机之前需要把SWA,SWB,SWC,SWD的四个拨片拨到最前面
- 确保底盘两个急停开关都打开,急停开关弹起状态为可控制模式,按下进入安全模式
- 同时按住两个POWER键开机
- 把SWB拨片拨到中间档位
- S1位控制车的前进和后退,S2控制车的转向
3.6 灯光控制说明
Thunder前后均配置了灯光,为了方便客户,THUNDER对外开放灯光控制接口。同时为了节省能源,在遥控器预留灯光控制接口。遥控的版本目前只支持FS遥控器,其他遥控器的适配工作还在进行中。目前遥控器的灯光模式有3种,模式切换可以通过SWC拨杆切换:
模式控制说明:SWC拨杆拨至最下方为常闭模式,中间为常开模式, 最上方为呼吸灯模式;
常闭模式:在常闭的模式下,如果底盘静止,前灯会关闭,尾灯为了表示当前的工作状态,会进入呼吸灯模式:如果底盘在正常速度行驶状态,尾灯关闭,前灯打开;
- 常开模式:在常开的模式下,如果底盘静止不动,前灯常开,尾灯为了表示静止状态会进入呼吸灯模 式;如果在运动模式下,尾灯关闭,前灯打开;
- 呼吸灯模式:前灯尾灯在各种状态下均为呼吸灯模式。
3.7 注意事项
3.7.1 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℃~45℃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 IP22。
- 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。
3.7.2 检查
- 当设备低电量报警时请及时充电。
- 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。
3.7.3 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。
- Thunder最大的载重为 80KG,在使用时,确保有效载荷不超过 80KG。
- Thunder安装外部扩展时,确认扩展的质心位置,确保在旋转中心。
3.7.4 充电
- Thunder产品默认随车配备一个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thunder底盘处于停机断电状态;
- 充电前请确认尾部电气控制台中Q4(旋钮开关)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车尾电气控制面板中Q1充电界面中;
- 充电器连接电源,将充电器开关打开,即可进入充电状态;
- 注意:当前电池从22V充满电状态大约需要3小时,电池充满电电压约为29.2V(此处的电池电压为三元锂电池类型,如果电池类型为磷酸铁锂最高电压为26.8V);充电时间计算 30AH÷10A=3H 。
3.7.5 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;
- 如果车辆原地旋转过程中出现摇晃,调节悬挂;
- 轮胎气压定期检查,轮胎气压保持在 1.8bar~2.0bar;
- 轮胎磨损严重或者爆胎,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 | 950x718x560 |
轴距 (mm) | 498 | |
前/后轮距(mm) | 582/582 | |
车体重量(Kg) | 88Kg | |
额定载重 | 80kg(可定制) | |
电池类型 | 锂电池24V 30Ah | |
电机 | 直流无刷 4 X 400W | |
减速箱 | 1:40 | |
驱动形式 | 四轮独立驱动 | |
悬架 | 双摇臂独立悬架 | |
转向 | 四轮差速转向 | |
安全装备 | 伺服刹车/防撞管/防撞条 | |
性能参数 | 空载最高车速(m/s) | 1.5 |
最小转弯半径 | 可原地转弯 | |
工作温度 | -10C°~+45C° | |
最大爬坡能力 | ≤25° | |
最小离地间隙(mm) | 135 | |
控制参数 | 控制模式 | 遥控控制/控制指令模式 |
遥控器 | 2.4G / 极限距离200m | |
通讯接口 | CAN / RS232 |
5 主要零部件
5.1 摄像头参数
项目 | 参数 |
---|---|
深度范围 | 0.11m—10m |
深度视场 | 85.2°(H) x 58°(V) |
深度帧率 | 90FPS |
分辨率 | 1920x1080 |
视频帧率 | 30FPS |
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 |
---|---|---|---|---|---|---|
红 | VCC | 供电 | 总供电 | 4.9V | 5V | 5.5V |
黄 | 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 |
黑 | GND | 供电 | 地线 | 0V | 0V | 0V |
蓝 | 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:Thunder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。
Q:Thunder在运行中发出“滴-滴-滴…”的声音,该如何处理?
A:若Thunder发出连续的“滴-滴-滴…”表明电池已经处于警报电压状态,请及时充电。
Q:Thunder在运行过程中出现轮胎磨损情况是属于正常现象嘛?
A:Thunder在运行过程中出现轮胎磨损属于正常现象。由于Thunder采用四轮差速转向的设计,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,这个时候对轮胎表面存在磨损情况。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:Thunder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。