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
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: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。

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