仿生柔性手臂:模块化轻型气动机器人

仿生柔性手臂

模块化轻型气动机器人

无论是自由灵活的动作还是定义的顺序 — 由于采用模块化设计,轻巧的气动机器人可用于多种应用。结合各种自适应气动抓手,它可以抓取和操纵各种物体和形状。同时,其设计确保即使发生碰撞也可以屈服,并且不会对使用者造成危险。

未来协同工作区的潜力

因此,仿生柔性手臂 满足了未来协同工作区的两个基本要求,从而无需将工人手动任务与机器人自动操作进行严格隔离。这意味着将来,人类和机器能够同时操作同一工件或组件。

为此,一方面,自动化机器人解决方案必须能够直接且安全地与人类进行交互 — 而不必出于安全原因将两者相互隔离。另一方面,此类开放式工作区首先需要可轻松定制并单独适应不同产品和场景的机器人。

最大的可用版本:仿生柔性手臂 带有七个气动驱动器,即七个自由度

最大的可用版本:仿生柔性手臂 带有七个气动驱动器,即七个自由度

模块化设计,应用范围广泛

仿生柔性手臂 由于采用模块化设计而极其灵活,因而可以将多个气动波纹管组成段和旋转驱动器组合在一起。仿生柔性手臂 的长度可以配备最多七个气动驱动器,具体根据需要而定,因而在范围和移动性方面具有极大的灵活性。这使得实现标准机器人难以实现的应用变得非常容易。

因此,仿生柔性手臂也可在极其狭小的空间中绕过障碍物工作。因而可实现直接的人机协作,正如在传统 SCARA 应用中一样,例如抓放工作。无需使用笼子或光栅之类的昂贵安全设备,缩短了修改时间,并且机器人可在不同位置灵活使用 — 使得生产过程极为灵活且具有成本效益。

基于自然和前序仿生项目

仿生学习网络团队将以前项目中的许多发现和技术整合到了仿生柔性手臂的开发中:像其两个前序项目 Bionic Handling Assistant BionicMotionRobot 一样,BionicSoftArm 的动作和功能设计灵感都来自于大象的鼻子。仿生柔性手臂 采用气动波纹管结构,可以轻松执行其自然原型的流动运动。

借助 3D 针织面料实现系统的运动动力学

波纹管由柔韧的橡胶制成。它们中的每一个都覆盖有由两层组成的特殊 3D 针织面料。波纹管上直接铺有柔软的织物,以防摩擦和磨损。其上方的高强度纤维层在排布上,确保波纹管结构可在所需的运动方向上扩展,同时限制在其他方向上的运动。凭借这项创新的纤维技术,能够开发整个运动学系统的潜力。

仿生柔性手臂及其两个前序项目 — Bionic Handling Assistant 和 BionicMotionRobot

仿生柔性手臂(右)及其两个前序项目 — Bionic Handling Assistant 和 BionicMotionRobot

通过平板电脑直观操作

仿生柔性手臂的软件架构也基于仿生学习网络的先前项目,因此可以通过直观的 Robotic Suite 进行控制。图形用户界面专为 Festo 的轻型仿生机器人开发,起先用于 BionicCobot。用户可以使用平板电脑轻松地向机器人示教要执行的动作,并设置其参数。

采用数字化气动装置,可实现极其精确的运动

这些命令由 Festo 数字控制终端 VTEM 执行,从而首先控制和调整复杂的运动学。其运动应用程序的内部控制算法和内置的压电阀可确保精确设置流量和压力,还可以根据需要同时跨多个通道进行调节。 这样既可以实现强大而又快速的运动,也可以执行轻柔敏感的运动过程。

开源 ROS(机器人操作系统)平台作为平板电脑 GUI 和 Festo 数字控制终端之间的接口,用于计算运动系统的路径。为此,ROS 翻译来自平板电脑的输入代码,并将生成的轴坐标输送到数字控制终端。