會搬送箱子和沏茶的機(jī)器人Rollin’ Justin
Rollin’ Justin 機(jī)器人权洼，這種人形移動式機(jī)器人是在由DLR研發(fā)的輕型機(jī)械臂和機(jī)械手基礎(chǔ)上研制而成章鲤，借助EtherCAT的快速通訊和倍福的TwinCAT PLC 精細(xì)控制挠蛉，可達(dá)到與人通過身軀和腿的運(yùn)動擴(kuò)大活動半徑相類似的效果辐益。
近年断傲，仿人機(jī)器人的研發(fā)取得了重大進(jìn)展。Rollin’ Justin 是由德國航空航天中心 (DLR) 研制的一款機(jī)器人智政，能夠完成復(fù)雜的雙手動作层筹，由于采用了移動平臺，可以在房間中行動自如清截。它是一種服務(wù)機(jī)器人的雛形秀坤，未來可以幫助人們完成日常家務(wù)或在倉庫里搬送物品。對運(yùn)動順序至關(guān)重要的快速通訊通過EtherCAT來實(shí)現(xiàn)莺肘，與此同時，由倍福的TwinCAT PLC 自動化控制軟件實(shí)現(xiàn)精細(xì)的控制茉蔗。
德國航空航天中心（DLR）位于德國 We?ling 市峭跺，Rollin’ Justin 機(jī)器人是其十多年的研究成果。這種人形移動式機(jī)器人是在由DLR研發(fā)的輕型機(jī)械臂和機(jī)械手基礎(chǔ)上研制而成（例如锚躺，用于太空維護(hù)工作的機(jī)械臂和機(jī)械手）新罗。通過旋轉(zhuǎn)和移動底座可擴(kuò)大機(jī)器人的抓取范圍，底座裝有4條獨(dú)立的骄雇、可靈活伸縮的機(jī)械腿训奢。這與人通過身軀和腿的運(yùn)動擴(kuò)大活動半徑相類似帘惜。“Rollin’ Justin上半身可自由旋轉(zhuǎn) 43 度饼暑，并配有扭轉(zhuǎn)傳感器稳析；共有 51 個關(guān)節(jié)，可以完成高度靈活的運(yùn)動,弓叛，能夠靈敏地進(jìn)行操作和交互運(yùn)動彰居。該機(jī)器人的雙手可以嫻熟地操作物體，例如搬移木箱或者沏茶撰筷。后者需要復(fù)雜的動作協(xié)調(diào)性陈惰。機(jī)器人必須一只手抓住茶葉罐，另一只手旋開它毕籽。然后抬闯，將茶葉粒倒入飲用玻璃杯。此時关筒，通過手指輕扣塑料容器溶握，精確地控制茶葉用量。最后將水從水瓶倒入茶杯平委。
扭矩傳感器實(shí)現(xiàn)敏捷操作
視操控動作的不同奈虾，需要較松或較緊地協(xié)調(diào)手臂和手的動作：例如,抓起如木箱之類的大型物體時，兩個手臂必須緊密地協(xié)調(diào)工作廉赔。另一方面以息，旋開螺帽，要求手和臂完成良好的同步運(yùn)動祥怖。此外兴题，Rollin’ Justin 也可以與人和周邊環(huán)境進(jìn)行互動。當(dāng)撞到某物或者觸碰到物體或者人時抽胁，它可以感知并立即中止動作噩檬，或者詢問是否應(yīng)繼續(xù)工作。通過集成的語音識別系統(tǒng)喜即，該機(jī)器人可識別約 100 個單詞且能將其組成有意義的短語肾轨。此外,它還可以通過內(nèi)置攝像頭采集周圍環(huán)境信息并識別目標(biāo)，從而調(diào)整自己的運(yùn)動方向套芦。如在手指中安裝扭矩傳感器档徘，確保 Rollin’ Justin 可以靈敏地抓起像草莓之類的物體且不擠碎它們。機(jī)器人的腳的活動范圍可調(diào)：當(dāng)執(zhí)行高動態(tài)性動作或者大范圍移動動作時短材，Rollin’ Justin 可伸展開腿宝各，擴(kuò)大底盤范圍，從而穩(wěn)定上部軀體搭独。需要穿過狹窄通道時婴削，它會再次縮回腿廊镜。
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“通過 EtherCAT，我們找到了理想的通信系統(tǒng).”
Klaus Kunze唉俗，來自德國航空航天中心機(jī)器人系統(tǒng)部機(jī)器人與機(jī)械電子研究所嗤朴。他說，“研制Rollin’ Justin 時互躬，使用第三方供應(yīng)商成熟的硬件組件播赁，使我們節(jié)省了大量耗時的研發(fā)工作『鸲桑”“我們主要根據(jù)所需的目標(biāo)功能和緊奏型設(shè)計(jì)來選擇組件容为。”
然而寺酪，這給德國航空航天中心帶來的挑戰(zhàn)是：必須整合各種不同的實(shí)時協(xié)議坎背。采用了通過 CAN、CANopen寄雀、SERCOS得滤、SpaceWire 和 EtherCAT等實(shí)現(xiàn)通信的組件。這些不同現(xiàn)場總線之間的轉(zhuǎn)換由 EtherCAT 從站上的倍福 TwinCAT PLC 自動化軟件完成百睹【章玻控制所需全部數(shù)據(jù)均通過 Matlab?/Simulink? 環(huán)境中的一個具有實(shí)時功能的總線協(xié)議同步傳輸。該環(huán)境安裝在一臺獨(dú)立的實(shí)時計(jì)算機(jī)上阳框，并由該計(jì)算機(jī)控制整個平臺（包括機(jī)器人上部軀體）桦材。“我們需要這樣一個解決方案旦氓，一方面支持這些組件的通信技術(shù)炮惕，另一方面不影響這些組件的性能。例如汛刻，可以實(shí)現(xiàn) 1 毫秒的 SERCOS 驅(qū)動周期時間和較短的靜區(qū)時間射贡。”Klaus Kunze 說瘾色。通過倍福的標(biāo)準(zhǔn) EtherCAT 端子演苍，完美地實(shí)現(xiàn)了力傳感器和伺服驅(qū)動的連接。倍福的 SSI 終端從機(jī)器人腿的位置傳感器采集數(shù)據(jù)梗爸。機(jī)械臂和軀干的 SERCOS 驅(qū)動器則通過倍福的 SERCOS 主站 PCI 插卡連接洋魂。Rollin’ Justin 為德國航空航天中心提供了一個優(yōu)異的試驗(yàn)平臺∠补模基于該平臺，可以完成計(jì)劃用于復(fù)雜的雙手操作任務(wù)的控制策略和智能動作衔肢。目前來說庄岖，將移動式服務(wù)機(jī)器人用于搬運(yùn)木箱或沏茶等家務(wù)的家庭助手仍然屬于將來的一個夢想豁翎。
German Aerospace Center (DLR) (暫不可見)/en
德國航空航天中心 (DLR) (暫不可見)/en
EtherCAT (暫不可見)/EtherCAT
EtherCAT (暫不可見)/EtherCAT
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