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　　會(huì)搬送袋子和煮食的機(jī)器人Rollin’ Justin

　　國(guó)際金屬加工網(wǎng)

　　先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國(guó)機(jī)器人行業(yè)典型研討會(huì)

　　Rollin’ Justin 機(jī)器人，這種人偶固定式機(jī)器人是在由DLR研發(fā)的重型機(jī)械臂和機(jī)械手基礎(chǔ)上研發(fā)而成，借助EtherCAT的快速通訊和倍福的TwinCAT PLC 精細(xì)掌控，可達(dá)到與人透過(guò)軀體和腿的體育運(yùn)動(dòng)擴(kuò)大公益活動(dòng)直徑相類(lèi)似的效果。

近年，新形態(tài)機(jī)器人的研發(fā)取得了重大進(jìn)展。Rollin’ Justin 是由瑞典航空中國(guó)航天中心 (DLR) 研發(fā)的一款機(jī)器人，能夠順利完成繁雜的雙腳姿勢(shì)，由于采用了終端平臺(tái)，能在房間中重而。它是一種服務(wù)機(jī)器人的雛形，未來(lái)能幫助人們順利完成日常家務(wù)活或在倉(cāng)庫(kù)里搬送物品。對(duì)體育運(yùn)動(dòng)順序至關(guān)重要的快速通訊透過(guò)EtherCAT來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)，與此同時(shí)，由倍福的TwinCAT PLC 智能化掌控軟件同時(shí)實(shí)現(xiàn)精細(xì)的掌控。

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瑞典航空中國(guó)航天中心（DLR）位于瑞典 We?ling 市，Rollin’ Justin 機(jī)器人是其十多年的研究成果。這種人偶固定式機(jī)器人是在由DLR研發(fā)的重型機(jī)械臂和機(jī)械手基礎(chǔ)上研發(fā)而成（比如，用作太空維護(hù)組織工作的機(jī)械臂和機(jī)械手）。透過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)和終端基座可擴(kuò)大機(jī)器人的抓取覆蓋范圍，基座裝有4條獨(dú)立的、可靈巧伸縮的機(jī)械腿。這與人透過(guò)軀體和腿的體育運(yùn)動(dòng)擴(kuò)大公益活動(dòng)直徑相類(lèi)似。“Rollin’ Justin上半身可自由轉(zhuǎn)動(dòng) 43 度，并配有扭轉(zhuǎn)感應(yīng)器；共有 51 個(gè)關(guān)節(jié)，能順利完成高度靈巧的體育運(yùn)動(dòng),，能夠敏捷地進(jìn)行操作方式和交互體育運(yùn)動(dòng)。該機(jī)器人的雙腳能嫻熟地操作方式物體，比如移置袋子或是煮食。后者須要繁雜的姿勢(shì)協(xié)同性。機(jī)器人要一只手抓住藥材罐，另一只手馬鞍它。然后，將藥材粒倒進(jìn)飲用玻璃杯。此時(shí)，透過(guò)手掌輕扣塑料容器，精確地掌控藥材用量。最后將水從水瓶倒進(jìn)茶杯。

　　扭力感應(yīng)器同時(shí)實(shí)現(xiàn)敏捷操作方式

視操控姿勢(shì)的相同，須要Goncelin或較緊地協(xié)同肩膀和手的姿勢(shì)：比如,做起如袋子之類(lèi)的大型物體時(shí)，兩個(gè)肩膀要緊密地協(xié)同組織工作。再者，馬鞍500)this.width=500">螺母，要求手和臂順利完成良好的并行體育運(yùn)動(dòng)。此外，Rollin’ Justin 也能與人和周邊環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)。當(dāng)撞到某類(lèi)或是碰觸到物體或是人時(shí)，它能感知并立即中止姿勢(shì)，或是詢(xún)問(wèn)是否應(yīng)繼續(xù)組織工作。透過(guò)集成的語(yǔ)音辨識(shí)系統(tǒng)，該機(jī)器人可辨識(shí)約 100 個(gè)單詞且能將其組成有意義的短語(yǔ)。此外,它還能透過(guò)內(nèi)置攝像頭收集周?chē)h(huán)境信息并辨識(shí)目標(biāo)，從而調(diào)整自己的體育運(yùn)動(dòng)方向。如在手掌中加裝扭力感應(yīng)器，確保 Rollin’ Justin 能敏捷地做起像草莓之類(lèi)的物體且不擠碎它們。機(jī)器人的腳的公益活動(dòng)覆蓋范圍可調(diào)：當(dāng)執(zhí)行高塞里西姿勢(shì)或是大覆蓋范圍終端姿勢(shì)時(shí)，Rollin’ Justin 可伸展開(kāi)腿，擴(kuò)大底盤(pán)覆蓋范圍，從而穩(wěn)定下部軀體。須要穿過(guò)狹窄通道時(shí)，它會(huì)再次縮回腿。

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　　“透過(guò) EtherCAT，他們找到了理想的通訊系統(tǒng).”

　　Klaus Kunze，來(lái)自瑞典航空中國(guó)航天中心機(jī)器人系統(tǒng)部機(jī)器人與機(jī)械電子研究所。他說(shuō)，“研發(fā)Rollin’ Justin 時(shí)，使用第三方供應(yīng)商成熟的硬件模塊，使他們節(jié)省了大量耗時(shí)的研發(fā)組織工作。”“他們主要根據(jù)所需的目標(biāo)功能和緊奏型設(shè)計(jì)來(lái)選擇模塊。”

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然而，這給瑞典航空中國(guó)航天中心帶來(lái)的挑戰(zhàn)是：要整合各種相同的動(dòng)態(tài)協(xié)定。采用了透過(guò) CAN、CANopen、SERCOS、SpaceWire 和 EtherCAT等同時(shí)實(shí)現(xiàn)通訊的模塊。這些相同現(xiàn)場(chǎng)匯流排之間的轉(zhuǎn)換由 EtherCAT 從站上的倍福 TwinCAT PLC 智能化軟件順利完成。掌控所需全部數(shù)據(jù)均透過(guò) Matlab?/Simulink? 環(huán)境中的一個(gè)具有動(dòng)態(tài)功能的匯流排協(xié)定并行傳輸。該環(huán)境加裝在一臺(tái)獨(dú)立的動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)上，并由該計(jì)算機(jī)掌控整個(gè)平臺(tái)（包括機(jī)器人下部軀體）。“他們須要這樣一個(gè)解決方案，一方面支持這些模塊的通訊技術(shù)，再者不影響這些模塊的性能。比如，能同時(shí)實(shí)現(xiàn) 1 毫秒的 SERCOS 驅(qū)動(dòng)力XFI和較長(zhǎng)的靜區(qū)時(shí)間。”Klaus Kunze 說(shuō)。透過(guò)倍福的標(biāo)準(zhǔn) EtherCAT 適配器，完美地同時(shí)實(shí)現(xiàn)了力感應(yīng)器和伺服驅(qū)動(dòng)力的相連。倍福的 SSI 終端從機(jī)器人腿的位置感應(yīng)器收集數(shù)據(jù)。機(jī)械臂和軀干的 SERCOS 驅(qū)動(dòng)力器則透過(guò)倍福的 SERCOS 主站 PCI 主站相連。Rollin’ Justin 為瑞典航空中國(guó)航天中心提供了一個(gè)優(yōu)異的試驗(yàn)平臺(tái)。基于該平臺(tái)，能順利完成計(jì)劃用作繁雜的雙腳操作方式任務(wù)的掌控策略和智能姿勢(shì)。目前來(lái)說(shuō)，將固定式服務(wù)機(jī)器人用作搬運(yùn)袋子或煮食等家務(wù)活的家庭助手仍然屬于將來(lái)的一個(gè)夢(mèng)想。

　　German Aerospace Center (DLR) .dlr.de/en 瑞典航空中國(guó)航天中心 (DLR) .dlr.de/en EtherCAT (暫不可見(jiàn))/EtherCAT EtherCAT (暫不可見(jiàn))/EtherCAT

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