会搬送袋子和煮食的机器人Rollin’ Justin

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　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

　　Rollin’ Justin 机器人，这种人偶固定式机器人是在由DLR研发的重型机械臂和机械手基础上研发而成，借助EtherCAT的快速通讯和倍福的TwinCAT PLC 精细掌控，可达到与人透过躯体和腿的体育运动扩大公益活动直径相类似的效果。

近年，新形态机器人的研发取得了重大进展。Rollin’ Justin 是由瑞典航空中国航天中心 (DLR) 研发的一款机器人，能够顺利完成繁杂的双脚姿势，由于采用了终端平台，能在房间中重而。它是一种服务机器人的雏形，未来能帮助人们顺利完成日常家务活或在仓库里搬送物品。对体育运动顺序至关重要的快速通讯透过EtherCAT来同时实现，与此同时，由倍福的TwinCAT PLC 智能化掌控软件同时实现精细的掌控。

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瑞典航空中国航天中心（DLR）位于瑞典 We?ling 市，Rollin’ Justin 机器人是其十多年的研究成果。这种人偶固定式机器人是在由DLR研发的重型机械臂和机械手基础上研发而成（比如，用作太空维护组织工作的机械臂和机械手）。透过转动和终端基座可扩大机器人的抓取覆盖范围，基座装有4条独立的、可灵巧伸缩的机械腿。这与人透过躯体和腿的体育运动扩大公益活动直径相类似。“Rollin’ Justin上半身可自由转动 43 度，并配有扭转感应器；共有 51 个关节，能顺利完成高度灵巧的体育运动,，能够敏捷地进行操作方式和交互体育运动。该机器人的双脚能娴熟地操作方式物体，比如移置袋子或是煮食。后者须要繁杂的姿势协同性。机器人要一只手抓住药材罐，另一只手马鞍它。然后，将药材粒倒进饮用玻璃杯。此时，透过手掌轻扣塑料容器，精确地掌控药材用量。最后将水从水瓶倒进茶杯。

　　扭力感应器同时实现敏捷操作方式

视操控姿势的相同，须要Goncelin或较紧地协同肩膀和手的姿势：比如,做起如袋子之类的大型物体时，两个肩膀要紧密地协同组织工作。再者，马鞍500)this.width=500">螺母，要求手和臂顺利完成良好的并行体育运动。此外，Rollin’ Justin 也能与人和周边环境进行互动。当撞到某类或是碰触到物体或是人时，它能感知并立即中止姿势，或是询问是否应继续组织工作。透过集成的语音辨识系统，该机器人可辨识约 100 个单词且能将其组成有意义的短语。此外,它还能透过内置摄像头收集周围环境信息并辨识目标，从而调整自己的体育运动方向。如在手掌中加装扭力感应器，确保 Rollin’ Justin 能敏捷地做起像草莓之类的物体且不挤碎它们。机器人的脚的公益活动覆盖范围可调：当执行高塞里西姿势或是大覆盖范围终端姿势时，Rollin’ Justin 可伸展开腿，扩大底盘覆盖范围，从而稳定下部躯体。须要穿过狭窄通道时，它会再次缩回腿。

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　　“透过 EtherCAT，他们找到了理想的通讯系统.”

　　Klaus Kunze，来自瑞典航空中国航天中心机器人系统部机器人与机械电子研究所。他说，“研发Rollin’ Justin 时，使用第三方供应商成熟的硬件模块，使他们节省了大量耗时的研发组织工作。”“他们主要根据所需的目标功能和紧奏型设计来选择模块。”

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然而，这给瑞典航空中国航天中心带来的挑战是：要整合各种相同的动态协定。采用了透过 CAN、CANopen、SERCOS、SpaceWire 和 EtherCAT等同时实现通讯的模块。这些相同现场汇流排之间的转换由 EtherCAT 从站上的倍福 TwinCAT PLC 智能化软件顺利完成。掌控所需全部数据均透过 Matlab?/Simulink? 环境中的一个具有动态功能的汇流排协定并行传输。该环境加装在一台独立的动态计算机上，并由该计算机掌控整个平台（包括机器人下部躯体）。“他们须要这样一个解决方案，一方面支持这些模块的通讯技术，再者不影响这些模块的性能。比如，能同时实现 1 毫秒的 SERCOS 驱动力XFI和较长的静区时间。”Klaus Kunze 说。透过倍福的标准 EtherCAT 适配器，完美地同时实现了力感应器和伺服驱动力的相连。倍福的 SSI 终端从机器人腿的位置感应器收集数据。机械臂和躯干的 SERCOS 驱动力器则透过倍福的 SERCOS 主站 PCI 主站相连。Rollin’ Justin 为瑞典航空中国航天中心提供了一个优异的试验平台。基于该平台，能顺利完成计划用作繁杂的双脚操作方式任务的掌控策略和智能姿势。目前来说，将固定式服务机器人用作搬运袋子或煮食等家务活的家庭助手仍然属于将来的一个梦想。

　　German Aerospace Center (DLR) .dlr.de/en 瑞典航空中国航天中心 (DLR) .dlr.de/en EtherCAT (暂不可见)/EtherCAT EtherCAT (暂不可见)/EtherCAT

　　( 文章来源：互联网 )

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