Основы разработки роботов и робототехнических систем для Dyn-Soft RobSim 5

Средства разработки

Для разработки моделей для Dyn-Soft RobSim 5 необходимо:

• программный комплекс 3D Studio MAX, в котором создаются геометрические модели роботов. Скачать пробную версию 3D Studio MAX можно с официального сайта программы;
• средства разработки Dyn-Soft RobSim 5. Скачать их можно с данного сайта.

При установке средств разработки Dyn-Soft RobSim 5 в 3D Studio MAX устанавливается специальный плагин, создающий в 3D Studio MAX:

• дополнительные вспомогательные 3D-объекты, с помощью которых размечается модель;
• средства работы с базой данных механических и электронных компонентов;
• средства разработки электрической схемы робота;
• средства экспорта моделей в моделирующий программный комплекс.

Порядок разработки модели

1. Разработка геометрической модели робота

Разработка модели робота для Dyn-Soft RobSim 5 начинается в программном комплексе 3D Studio MAX. При создании модели важно поместить робота в начале координат, ориентировать передом по направлению оси Y (вверх на виде сверху), а также установить его колесами или опорами на поверхность Z=0.

Разработка модели робота в 3D Studio MAX

При рисовании робота следует также обратить внимание на единицы измерения. Рекомендуется переключить единицы измерения в 3D Studio MAX на сантиметры (по умолчанию условные единицы, равные 1 дюйму).

Используемые на роботе текстуры следует помещать в папку "Tex" программного

комплекса Dyn-Soft RobSim 5. Точнее, при разработке модели текстуры могут находиться в любой папке, главное, чтобы потом при запуске процесса моделирования копии текстур оказались в папке "Tex".

2. Разметка робота

С помощью элементов плагина, устанавливаемого в 3D Studio MAX, на роботе размечаются специальные объекты и механизмы. В частности:

• помечаются поверхности столкновения (тела).
• помечаются оси, звенья линейного перемещения и колеса.
• создаются гусеницы (если есть).
• размещаются электронные компоненты: двигатели, аккумуляторы, бортовые вычислители, преобразователи питания, датчики, печатные платы для создания контроллеров и пр. компоненты.

Компоненты робота связываются друг с другом при помощи встроенного механизма привязок 3D Studio MAX.

Параметры, задаваемые у поверхностей столкновения (тел), определяют форму, материал и массу звеньев робота. Тела могут быть однородными, полыми или иметь каркас.

У колес, осей и линейных звеньев задаются моменты трения и силы трения, при необходимости накладываются ограничения на перемещение и угол поворота, а также указываются двигатели, которые ими управляют.

Электронные компоненты создаются из базы данных электронных компонентов. Пользователь выбирает конкретную модель двигателя, аккумулятора, датчика и прочих устройств. Каждое устройство имеет соответствующие габариты и массу, учитываемые программным комплексом Dyn-Soft RobSim 5.

3. Создание электрических схем и подключений.

Плагин, устанавливаемый в 3D Studio MAX, позволяет запускать из 3D Studio MAX редактор электрических схем и подключений, передавая ему при запуске состав электронных компонентов, установленных на геометрическую модель робота.

Редактор схем и подключений

В редакторе каждый такой электрический компонент представлен в виде иконки или схематического изображения, имеющего разъемы и контакты. С помощью редактора электрических схем и подключений пользователь:

• связывает все компоненты в единую электрическую схему;
• создает макеты печатных плат контроллеров и их электронные схемы, используя компоненты из базы данных электронных компонентов.
• создает структурные схемы программного обеспечения для микроконтроллеров и бортовых вычислителей.
• создает пользовательский интерфейс пульта управления роботом.
• создает структурную схему программного обеспечения пульта управления.

Редактор макета печатной платы контроллера

Следует заметить, что для разработки программного обеспечения для моделируемых ЭВМ не требуются навыки программирования. Программное обеспечение создается на базе структурной схемы из набора специальных блоков, связанных между собой (как в MathLAB Simulink).

Редактор структурной схемы программного обеспечения

4. Экспорт

Схема из редактора схем и подключений сохраняется в rsel-файл в папке Robots программного комплекса Dyn-Soft RobSim 5. В ту же папку с помощью плагина экспортируется модель робота из 3D Studio MAX в виде z3d-файла.

5. Моделирование

После запуска моделирующего программного комплекса следует выбрать пункт меню «Испытания», выбрать сцену (рекомендуется начать со сцены «Scene1») и разработанного робота. Во время испытания можно с помощью виртуального оператора подойти к роботу, включить или выключить на нем различные органы управления, а также с помощью разработанного пульта управления приводить робота в движение.

Моделирование робота в среде Dyn-Soft RobSim 5