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机械外骨骼(总线磁环编码器案例)
2020年09月17日    阅读量:1746     新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

机械外骨骼(总线磁环编码器案例) 中国机械网,okmao.com

机械外骨骼 

总线磁环编码器案例


随着更多的机器人应用出现,机器人的工作模式也越来越细化,根据不同的应用场景,其主要分为如下几种:


自主式工作:用户预设程序,由机器人自主无干预地工作


协同式工作:根据用户实时托教学习,有干预地工作


操作式工作:完全由用户操作来工作


这三种模式各有不同的应用场景与设计方案,自主式则用来完成一些循环往复的简单动作,仅设计好机械执行结构即可;协同式由于要牵扯到拖动示教,就要考虑关节处对外力的测量,而这对于自主式则是无要求的。

操作式工作


操作式工作仍是完全由用户来手动操作的,可是最终执行机构由我们的人手替换成了机械执行机构,我们可以在这个替换的过程中,达来我们人手直接操作无法达到的一些需求,且可以根据应用来选择不同特殊应用的执行机构。操作式工作可实现以下几点::


力量:输出高于或低于人手的操作力度,如抓取重物的码垛机器人、精细操作的医疗机器人等


距离:输出执行动作于人手不方便或到达不了的地方,如拆弹机器人、高压线巡检、胃肠镜机器人等


精度:输出更高于人手操作能力的精度,如手术机器人等


本文引用的案例为深拓科技(santifico.com)产品,该公司产品主要完成了对执行机构的远距离送达、操作,从而完成拆弹、高压线巡检等高危操作中国机械网okmao.com。从常用的遥控箱使用按键、旋扭式的操作方法,深拓也在探索更为人性化的操作模式,从而诞生了其骨骼式操控器产品:


在使用该骨骼式操控器时,最大程度地实现了与人体的结合,完全复制手臂的动作于执行机构上,相比于遥控操作箱式的操作,这样的操作模式可以更容易上手,且直观高效,以下为该产品的实际使用演示:


骨骼式操控器


对于骨骼式操控器而言,是通过对人体肢体运动感知,来实现对于机器人行为的控制,而这种精准的运动感知就是通过多个总线磁环编码器来实现的,如下图所示:


对于骨骼式操控器,有三种设计方案:


运动感知


运动感知+被动阻尼


电驱力控


对于这三种方案,可根据自由度与实际应用结合来选择。


其中运动感知最为方便灵活,独具便捷性和综合性价比优势;被动阻尼如同双刃剑,提高一些微小操控效果但是降低操控敏捷度及体感效果;电驱力控成本高额,系统复杂,操控效果好但受限于应用环境,不适合广泛应用。


因此,运动感知可以作为骨骼式操控器设计的优选方案,配合视觉、专用传感器等实时反馈回的数据不断修正操作。


总线磁环编码器


骨骼式操控器作为与人体直接接触交互的装置,其一定要尽可能减小体积、重量,操作简便且小巧,同时能达到对人体动作的高精度实时检测,则对编码器有如下要求:


中空:中空才能使得所有的走线从外骨骼本体中穿过,不外露于体外,避免与人体接触造成安全隐患


轻薄:轻薄可以使得整体结构设计更小巧,符合人体承载并方便把持


总线:所有编码器均使用一组总线串联供电、通信,使得设计更为简洁,可扩展性更强


高速:总线上要同时读取多个编码器的角度数据,通信速度、安全性极高,才能达到可靠的实时性


高精度:精密测量人体输入到外骨骼的角度数据,才能实现高精度的执行


金钢科技提供的总线磁环编码器产品,可以达到各种应用的需求,其角度测量内核可由MBS、MBP来提供,协议上可提供金钢科技的专用高速总线协议或Modbus等,并有极强的扩展性,方便在测量之外与您的其它功能模块于总线上实现高速、安全的通信。


标签:今日头条机械商道机械应用人工智能技术中心机器人工业机器人配件与装备系统及软件
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