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　　會搬送袋子和煮食的機(jī)器人Rollin’ Justin

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　　先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座

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

　　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)到與人透過軀體和腿的體育運動擴(kuò)大公益活動直徑相類似的效果。

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，由于采用了終端平臺，能在房間中重而。它是一種服務(wù)機(jī)器人的雛形，未來能幫助人們順利完成日常家務(wù)活或在倉庫里搬送物品。對體育運動順序至關(guān)重要的快速通訊透過EtherCAT來同時實現(xiàn)，與此同時，由倍福的TwinCAT PLC 智能化掌控軟件同時實現(xiàn)精細(xì)的掌控。

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瑞典航空中國航天中心（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）。透過轉(zhuǎn)動和終端基座可擴(kuò)大機(jī)器人的抓取覆蓋范圍，基座裝有4條獨立的、可靈巧伸縮的機(jī)械腿。這與人透過軀體和腿的體育運動擴(kuò)大公益活動直徑相類似?！癛ollin’ Justin上半身可自由轉(zhuǎn)動 43 度，并配有扭轉(zhuǎn)感應(yīng)器；共有 51 個關(guān)節(jié)，能順利完成高度靈巧的體育運動,，能夠敏捷地進(jìn)行操作方式和交互體育運動。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，透過手掌輕扣塑料容器，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)器同時實現(xiàn)敏捷操作方式

視操控姿勢的相同，須要Goncelin或較緊地協(xié)同肩膀和手的姿勢：比如,做起如袋子之類的大型物體時，兩個肩膀要緊密地協(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動。此外，Rollin’ Justin 也能與人和周邊環(huán)境進(jìn)行互動。當(dāng)撞到某類或是碰觸到物體或是人時，它能感知并立即中止姿勢，或是詢問是否應(yīng)繼續(xù)組織工作。透過集成的語音辨識系統(tǒng)，該機(jī)器人可辨識約 100 個單詞且能將其組成有意義的短語。此外,它還能透過內(nèi)置攝像頭收集周圍環(huán)境信息并辨識目標(biāo)，從而調(diào)整自己的體育運動方向。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的物體且不擠碎它們。機(jī)器人的腳的公益活動覆蓋范圍可調(diào)：當(dāng)執(zhí)行高塞里西姿勢或是大覆蓋范圍終端姿勢時，Rollin’ Justin 可伸展開腿，擴(kuò)大底盤覆蓋范圍，從而穩(wěn)定下部軀體。須要穿過狹窄通道時，它會再次縮回腿。

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　　“透過 EtherCAT，他們找到了理想的通訊系統(tǒng).”

　　Klaus Kunze，來自瑞典航空中國航天中心機(jī)器人系統(tǒng)部機(jī)器人與機(jī)械電子研究所。他說，“研發(fā)Rollin’ Justin 時，使用第三方供應(yīng)商成熟的硬件模塊，使他們節(jié)省了大量耗時的研發(fā)組織工作?！薄八麄冎饕鶕?jù)所需的目標(biāo)功能和緊奏型設(shè)計來選擇模塊?！?/p>

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然而，這給瑞典航空中國航天中心帶來的挑戰(zhàn)是：要整合各種相同的動態(tài)協(xié)定。采用了透過 CAN、CANopen、SERCOS、SpaceWire 和 EtherCAT等同時實現(xiàn)通訊的模塊。這些相同現(xiàn)場匯流排之間的轉(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 Matlab?/Simulink? 環(huán)境中的一個具有動態(tài)功能的匯流排協(xié)定并行傳輸。該環(huán)境加裝在一臺獨立的動態(tài)計算機(jī)上，并由該計算機(jī)掌控整個平臺（包括機(jī)器人下部軀體）?！八麄冺氁@樣一個解決方案，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，能同時實現(xiàn) 1 毫秒的 SERCOS 驅(qū)動力XFI和較長的靜區(qū)時間?！盞laus Kunze 說。透過倍福的標(biāo)準(zhǔn) EtherCAT 適配器，完美地同時實現(xiàn)了力感應(yīng)器和伺服驅(qū)動力的相連。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)動力器則透過倍福的 SERCOS 主站 PCI 主站相連。Rollin’ Justin 為瑞典航空中國航天中心提供了一個優(yōu)異的試驗平臺。基于該平臺，能順利完成計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。目前來說，將固定式服務(wù)機(jī)器人用作搬運袋子或煮食等家務(wù)活的家庭助手仍然屬于將來的一個夢想。

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

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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