Progetto in partenza · Robotica mobile
Rover JPL
Costruiamo un rover a sei ruote come quelli di Marte, partendo dal progetto che il JPL ha pubblicato.
- ruote da 144 mm, sempre appoggiate al suolo grazie alla sospensione rocker-bogie
- 6
- motori: sei muovono le ruote, quattro le fanno sterzare
- 10
- la velocità massima dichiarata, circa
- 1,6 m/s
- il costo dei pezzi indicato dal progetto
- 1.600 $
Per chi viene da ingegneria meccanica, elettronica e informatica, robotica
Che cos’è
Il JPL Open Source Rover è una versione in piccolo del rover a sei ruote che il JPL, il laboratorio della NASA che costruisce i rover per Marte, usa per esplorare il pianeta. Il progetto è del 2017 e ha avuto più versioni. Chiunque può costruirne uno.
È fatto solo con pezzi che si comprano in catalogo, soprattutto della ditta goBILDA. Per la versione base non serve lavorare il metallo. Il JPL ha pubblicato i disegni, la lista dei pezzi, le guide di montaggio e il software, e il progetto è certificato come hardware aperto (OSHWA US002551).
Il cervello è un Raspberry Pi. Per guidare il rover va bene qualunque collegamento che un Raspberry Pi capisce: Bluetooth, Wi-Fi, un joystick USB.
Come si muove
Su Marte i rover hanno sei ruote perché una sospensione speciale le tiene tutte appoggiate al suolo, anche sopra i sassi. Il progetto del JPL ne copia tre idee.
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Rocker-bogie
Ogni lato ha un braccio, il rocker, con la ruota posteriore. A metà c’è un perno che regge un secondo braccio, il bogie, con le ruote davanti e al centro. Così una ruota può salire su un sasso senza sollevare le altre.
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Differenziale
Una barra sopra il telaio lega i due lati. Mentre il rover sale, scarica il peso da un lato all’altro.
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Sterzo a sei ruote
Quattro servo girano le ruote d’angolo. Il software decide dove punta ogni ruota e a che velocità gira, così il rover curva.
Dentro il motore di una ruota
Ogni ruota ha il suo motore, un goBILDA Yellow Jacket serie 5203. Un motore elettrico gira veloce e con poca forza. Per muovere il rover serve il contrario, e lo fa un riduttore epicicloidale: rallenta il motore di 26,9 volte e la coppia cresce più o meno di altrettanto.
All’uscita l’albero fa 223 giri al minuto. Con ruote da 144 mm sono circa 1,7 m/s, e da qui viene la velocità massima di circa 1,6 m/s che il JPL dichiara. Il riduttore si può cambiare: un motore più veloce dà un rover più rapido, ma con meno forza.
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Sole e satelliti
L’albero del motore porta una ruota dentata piccola, il sole. Attorno ci sono tre satelliti, che si appoggiano a una corona con i denti all’interno, ferma nella cassa. I satelliti rotolano nella corona e portano con sé il portatreno, che gira molto più piano del sole.
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Due stadi
Il portatreno del primo stadio fa girare il sole del secondo. Nel disegno il sole ha 11 denti e la corona 46: ogni stadio rallenta di 5,18 volte, e due stadi fanno 26,9. goBILDA non pubblica i denti: il rapporto è suo, stadi e denti sono una nostra ricostruzione.
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Encoder
Sul retro del motore un encoder conta i giri. Il software legge questo numero per sapere quanto ha girato davvero ogni ruota, e correggere la velocità di ognuna quando il rover curva.
Le quattro ruote d’angolo hanno anche un servo per lo sterzo, un goBILDA serie 2000 con uscita a 25 denti, montato in un ServoBlock che scarica il peso su un cuscinetto. È il punto debole del rover: dopo un urto secco può rompersi l’albero centrale che regge due ingranaggi del servo. Le guide del JPL spiegano come aprirlo e cambiare gli ingranaggi senza buttarlo.
I pezzi principali
Il progetto usa quasi solo pezzi del catalogo goBILDA. Questi sono i principali, dalla lista ufficiale.
| Parte | Pezzo | Quanti |
|---|---|---|
| Ruote | Wasteland goBILDA, 144 mm di diametro e 52 mm di larghezza | 6 |
| Motori delle ruote | Yellow Jacket goBILDA, riduzione 26,9 a 1, 223 giri al minuto | 6 |
| Sterzo | servo goBILDA serie 2000 con ServoBlock | 4 |
| Telaio | travi quadre da 328 mm, 232 mm e 96 mm | 4, 5 e 8 |
| Sospensione | rotaie goRAIL da 288 mm, 120 mm e 96 mm | 2, 2 e 6 |
| Computer | Raspberry Pi | 1 |
| Batteria | LiPo da 7,2 Ah, con almeno 3 ore di guida su terreno sassoso | 1 |
Le cifre sono quelle della lista del JPL. Prezzi e versioni cambiano: prima di ordinare si rilegge la lista.
Cosa serve per costruirlo
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Meccanica
Montare telaio, sospensione e ruote. Le tre parti si montano in parallelo. Le piastre del telaio si fanno tagliare al laser, anche da un servizio online.
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Elettronica
Saldare, cablare, controllare con il tester ogni filo prima di accendere. Le schede e i motori vanno collegati con ordine.
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Software
Il rover si guida da un Raspberry Pi: servono Linux, Python, Git e ROS di base. Il codice sta in un repository a parte, osr-rover-code.
Come lavoriamo
Questo è il piano di lavoro, non quello che abbiamo già fatto.
- 1Leggere. Tutta la documentazione, guida per guida, e la lista dei pezzi con i prezzi di oggi.
- 2Ordinare e montare. Telaio, sospensione e ruote si montano in parallelo, ognuno da una persona.
- 3Cablare. Schede, motori e servo, con la prova di continuità su ogni filo.
- 4Il software. Installare il codice del JPL e guidare il rover con un joystick.
- 5Una cosa nostra. Il progetto prevede delle espansioni, come un albero con la testa e un braccio robotico. Scegliamo con la squadra cosa aggiungere.
A che punto siamo
- Novembre 2026Parte il progetto. Leggiamo la documentazione del JPL e facciamo la lista dei pezzi.
- OggiCerchiamo persone per formare la squadra: meccanica, elettronica, software, e chi vuole organizzare il lavoro.
- Prossimo passoOrdinare i pezzi e montare il telaio e la sospensione.
Fonti
- JPL, Open Source Rover, repository nasa-jpl/open-source-rover su GitHub: descrizione, lista dei pezzi e guide di meccanica, elettronica e cablaggio.
- JPL, osr-rover-code, il software del rover, su GitHub.
- OSHWA, certificazione di hardware aperto US002551.
- jplopensourcerover.com, la pagina del progetto.
- JPL, lista dei pezzi: motori goBILDA 5203 Yellow Jacket da 26,9 a 1 e 223 giri al minuto, servo goBILDA serie 2000; guida alla sostituzione degli ingranaggi del servo.
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