仿生柔性手臂:模組化輕型氣動機器人

仿生柔性手臂

模組化輕型氣動機器人

無論是自由靈活的動作還是設定的順序 — 由於採用模組化設計,輕巧的氣動機器人可用於多種應用。結合各種自適應氣動夾爪,可以抓取和操縱各種物體和形狀。同時,其設計確保即使發生碰撞也可以收合,不會對使用者造成危險。

未來協同工作區的潛力

因此,仿生柔性手臂滿足了未來協同工作區的兩個基本要求,無需將工人手動任務與機器人自動操作進行嚴格隔離。這表示將來人類和機器能夠同時操作同一工件或組件。

為此,一方面自動化機器人解決方案必須能夠直接且安全地與人類進行互動 — 而不必為了安全將兩者相互隔離。另一方面,此類開放式工作區首先需要可輕鬆訂製且可單獨適應不同產品和場景的機器人。

最大的可用版本:仿生柔性手臂具有七個氣動驅動器,即七個自由度

最大的可用版本:仿生柔性手臂具有七個氣動驅動器,即七個自由度

模組化設計,應用範圍廣泛

仿生柔性手臂由於採用模組化設計而極其靈活,可以將多個氣動波紋管組成區段和旋轉驅動器組合在一起。仿生柔性手臂的長度可以配備最多七個氣動驅動器,根據實際需要決定,因此在範圍和移動性方面具有極大的靈活性。這使得執行標準機器人難以達成的應用,變得非常容易。

而且仿生柔性手臂也可在極其狹小的空間中繞過障礙物工作。進而完成直接的人機協作,正如在傳統 SCARA 應用中一樣,例如抓放工作。無需使用籠子或光柵之類的昂貴安全設備,縮短了修改時間,且機器人可在不同位置靈活使用 — 使得生產過程極為靈活且具有成本效益。

根據自然和前序仿生專案

仿生學習網絡團隊將之前專案中的眾多發現和技術,整合到仿生柔性手臂的開發中:如同其兩個前序項目 Bionic Handling Assistant BionicMotionRobot 一樣,BionicSoftArm 的動作和功能設計靈感,都來自於大象的鼻子。仿生柔性手臂採用氣動波紋管結構,可以輕鬆執行其自然原型的流動運動。

藉由 3D 針織面料實現系統的運動動力學

波紋管由柔韌的橡膠製成。它們每一個都覆蓋由兩層組成的特殊 3D 針織面料。波紋管上直接鋪有柔軟的織物,以防摩擦和磨損。其上方的高強度纖維層在排布上,確保波紋管結構可在所需的運動方向上擴展,同時限制在其他方向上的運動。憑藉這項創新的纖維技術,能夠開發整個運動學系統的潛力。

仿生柔性手臂及其兩個前序專案 — Bionic Handling Assistant 和 BionicMotionRobot

仿生柔性手臂(右)及其兩個前序項目 — Bionic Handling Assistant 和 BionicMotionRobot

透過平板電腦直覺操作

仿生柔性手臂的軟體架構也基於仿生學習網絡的先前專案,可以透過直覺的 Robotic Suite 進行控制。圖形使用者介面專為 Festo 的輕型仿生機器人開發,起先用於 BionicCobot。使用者可以使用平板電腦輕鬆向機器人示教要執行的動作,並設定其參數。

採用數字化氣動裝置,可完成極其精確的運動

這些命令由 Festo 數字控制終端 VTEM 執行,首先控制和調整複雜的運動學。其運動應用程式的內部控制演算法和內建的壓電閥,可確保精確設定流量和壓力,還可以根據需要同時跨多個管道進行調節。 這樣既可以實現強大而又快速的運動,也可以執行輕柔敏感的運動過程。

由 ROS(機器人作業系統)平台作為平板電腦 GUI 和 Festo 數字控制終端之間的介面,用於計算運動系統的路徑。因此,ROS 會轉譯來自平板電腦的輸入代碼,然後將產生的軸坐標輸送到數字控制終端。