雙臂機(jī)器人的一體化智能關(guān)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

發(fā)布時間：2021-06-21 17:47:22     作者：顯揚(yáng)科技

      隨著《中國制造2025》的全面推進(jìn)與實施,，我國不斷地在提高制造業(yè)創(chuàng)新力,、調(diào)整制造業(yè)結(jié)構(gòu),、推動信息化與工業(yè)化融合等領(lǐng)域?qū)で笸黄?，其中工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正是我國制造業(yè)改革的重大契機(jī),。在我國勞動力成本日益增加,，傳統(tǒng)制造業(yè)優(yōu)勢漸微,，工業(yè)機(jī)器人將成為我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要武器,。
 
      由于人民生活水平不斷地提高,，個性化,、小批量、多品種的制造需求已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的不可逆趨勢,。這種趨勢要求制造生產(chǎn)線更具柔性,，工業(yè)機(jī)器人也必須更具智能化以滿足復(fù)雜多變的加工任務(wù)。然而,，當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的最廣泛的應(yīng)用是為單個機(jī)器人獨(dú)立工作準(zhǔn)備的,，只適用于特定的產(chǎn)品和工作環(huán)境，并且依賴于特定的輔助設(shè)備和工裝夾具。對于復(fù)雜的工作任務(wù)及多變的工作環(huán)境,，單個機(jī)器人的能力明顯不足,。

      為解決此類問題，多機(jī)器人協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)隨之走入了國內(nèi)外學(xué)者的視野,。相對于單機(jī)器人而言,，多機(jī)器人系統(tǒng)擁有時間、空間,、信息,、功能和資源上的分布特性，在工業(yè)生產(chǎn),、軍事國防、社會服務(wù)等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景,。隨著分布式人工智能,、機(jī)器人學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和復(fù)雜系統(tǒng)研究的發(fā)展,，多機(jī)器人協(xié)同作業(yè)已經(jīng)成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,。
 
與單個機(jī)器人相比，多機(jī)械臂協(xié)同系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域中有著巨大的優(yōu)勢：
(1) 多機(jī)器人系統(tǒng)可以完成需要協(xié)作的任務(wù),，例如導(dǎo)彈發(fā)射任務(wù),，必須由兩個機(jī)器人協(xié)作完成；
(2) 多機(jī)器人系統(tǒng)由于其內(nèi)在的并行性,，多個機(jī)器人可執(zhí)行時間重疊的任務(wù),，完成任務(wù)可能具有更高的效率；
(3) 多機(jī)器人系統(tǒng)在功能上有所重疊,，從而提高了系統(tǒng)的魯棒性和容錯性,；
(4) 設(shè)計和制造多個相對簡單的機(jī)器人比單個復(fù)雜機(jī)器人更容易、更經(jīng)濟(jì),；
(5) 功能不同的機(jī)器人或具有不同任務(wù)機(jī)器人可以進(jìn)行協(xié)調(diào)工作,，建立機(jī)器人之間的傳感信息互通，減少了額外的傳感設(shè)備費(fèi)用,。
 
      隨著多機(jī)器人應(yīng)用研究的不斷深入,，國內(nèi)外的機(jī)器人公司出現(xiàn)了利用機(jī)器人代替夾具的加工模式，該模式利用一個或多個機(jī)械臂替代工裝夾具對工件進(jìn)行定位固持,，同時由末端裝有執(zhí)行器的操作臂完成對工件的加工,。但雙臂模式的無夾具制造系統(tǒng)并未在機(jī)械加工領(lǐng)域得到大量的推廣和普及，其主要原因就在于雙臂模式時只有單個機(jī)械臂夾持工件,，其系統(tǒng)精度和動態(tài)穩(wěn)定性滿足不了加工要求,。
 
      機(jī)器人剛度是影響系統(tǒng)動態(tài)性能和定位精度的主要因素，由于機(jī)械臂為懸臂梁結(jié)構(gòu),，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差,，機(jī)構(gòu)的整體剛度要明顯弱于傳統(tǒng)制造工具,。既然單個機(jī)器人的能力不足，增大結(jié)構(gòu)尺寸提升剛度又會增大機(jī)器人控制難度,，研究者們從人類合作行為得到啟發(fā),，通過多個機(jī)械臂協(xié)同夾持解決機(jī)械臂系統(tǒng)剛度不足的問題。通過多個機(jī)械臂協(xié)同夾持工件,，利用多個機(jī)械臂的合作來分解系統(tǒng)受到的加工力,，使得加工變形得到了有效控制，系統(tǒng)的整體剛度性能得到了提升,，機(jī)械臂系統(tǒng)整體定位精度和運(yùn)動穩(wěn)定性得到了保證,。另外單個機(jī)械臂夾持工件在受力時會產(chǎn)生很大的附加力矩，而多臂協(xié)同系統(tǒng)可以通過機(jī)械臂的位形協(xié)調(diào)抵消系統(tǒng)產(chǎn)生的附加力矩,，減少了加工過程中的不穩(wěn)定因素,，為機(jī)器人加工系統(tǒng)剛度不足提供了很好地解決方案。
 
      多機(jī)械臂可以有效地提升機(jī)器人加工系統(tǒng)的剛性,，但是如何判別某個機(jī)械臂對系統(tǒng)的整體剛度貢獻(xiàn)則需要對多臂協(xié)同系統(tǒng)的剛度模型作系統(tǒng)的描述,。同時，系統(tǒng)對于各機(jī)械臂的配置未必是最合理的,，系統(tǒng)的剛度性能還存在很大的提升空間,。因此，通過對多機(jī)械臂協(xié)同系統(tǒng)剛度模型與性能的研究,，利用多機(jī)械臂的冗余特性對其協(xié)同姿態(tài)進(jìn)行優(yōu)化對提升多機(jī)械臂系統(tǒng)的整體剛性有著重要意義,。

備注：本文出自上海大學(xué)機(jī)電工程與自動化學(xué)院 汪博文 碩士學(xué)位論文《多機(jī)械臂協(xié)同加工系統(tǒng)靜剛度建模與優(yōu)化研究》如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除,。
 
顯揚(yáng)科技優(yōu)勢：
      顯揚(yáng)科技是國家高新技術(shù)企業(yè),，在機(jī)器人、機(jī)器視覺方面有多年的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗,，可為你提供完善的售后與保修服務(wù),，以及其他研發(fā)方面協(xié)作，并且提供專用移動機(jī)器人工作臺,。
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關(guān)于顯揚(yáng)科技：
      顯揚(yáng)科技（jsxmhb123.com）專注研發(fā)并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機(jī)器視覺設(shè)備,、智能協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)。顯揚(yáng)科技創(chuàng)建了一個集高精度視覺傳感器,、智能協(xié)作機(jī)器人,、智能感知與控制系統(tǒng)平臺，讓機(jī)器人更加智能,、可靠,，適用于更多復(fù)雜的應(yīng)用場景。顯揚(yáng)科技研發(fā)的三維機(jī)器視覺設(shè)備精度能達(dá)亞微米級,，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達(dá)300幀,，具有高精度、大景深,、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，已在多個領(lǐng)域成功替代進(jìn)口同類產(chǎn)品,。目前,，顯揚(yáng)科技產(chǎn)品已成功應(yīng)用于食品、電器,、陶瓷,、物流、教育科技,、新零售等行業(yè),。顯揚(yáng)科技創(chuàng)始團(tuán)隊由香港中文大學(xué)數(shù)名博士組成，公司研發(fā)人員均來自海內(nèi)外名校,。公司知識產(chǎn)權(quán)超過50項,，產(chǎn)品已經(jīng)通過歐盟CE認(rèn)證。顯揚(yáng)科技已完成投資與融資約5000萬人民幣,。
 
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應(yīng)用案例方向：1.三維機(jī)器視覺機(jī)器人引導(dǎo)系統(tǒng) 2.工業(yè)檢測與測量系統(tǒng)3.教育行業(yè)解決方案4.智慧零售解決方案
 
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