会搬送箱子和沏茶的机器人Rollin’ Justin.docx

会搬送箱子和沏茶的机器人RollinJustin会搬送箱子和沏茶的机器人RollinJustinxuliyuan导语：近年，仿人机器人的研发获得了重大进展,RollinJustin是一种效劳机器人的雏形，将来可以帮助人们完成日常家务或者在仓库里搬送物品。近年，仿人机器人的研发获得了重大进展。RollinJustin是由德国航空航天中心(DLR)研制的一款机器人，可以完成复杂的双手动作，由于采用了挪动平台，可以在房间中行动自如。它是一种效劳机器人的雏形，将来可以帮助人们完成日常家务或者在仓库里搬送物品。对运动顺序至关重要的快速通讯通过EtherCAT来实现，与此同时，由倍福的TwinCATPLC自动化控制软件实现精细的控制。德国航空航天中心DLR位于德国Weszlig;ling市，RollinJustin机器人是其十多年的研究成果。这种人形挪动式机器人是在由DLR研发的轻型机械臂和机械手根底上研制而成例如，用于太空维护工作的机械臂和机械手。通过旋转和挪动底座可扩大机器人的抓取范围，底座装有4条独立的、可灵敏伸缩的机械腿。这与人通过身躯和腿的运动扩大活动半径相类似。“RollinJustin上半身可自由旋转43度，并配有改变传感器；共有51个关节，可以完成高度灵敏的运动,，可以灵敏地进展操纵和交互运动。该机器人的双手可以娴熟地操纵物体，例如搬移木箱或沏茶。后者需要复杂的动作协调性。机器人必须一只手捉住茶叶罐，另一只手旋开它。然后，将茶叶粒倒入饮用玻璃杯。此时，通过手指轻扣塑料容器，准确地控制茶叶用量。最后将水从水瓶倒入茶杯。扭矩传感器实现灵敏操纵视操控动作的不同，需要较松或者较紧地协调手臂和手的动作：例如,抓起如木箱之类的大型物体时，两个手臂必须严密地协调工作。另一方面，旋开螺帽，要求手和臂完成良好的同步运动。此外，RollinJustin也可以与人和周边环境进展互动。当撞到某物或触碰到物体或人时，它可以感悟并立即中止动作，或询问是否应继续工作。通过集成的语音识别系统，该机器人可识别约100个单词且能将其组成有意义的短语。此外,它还可以通过内置摄像头收集四周环境信息并识别目的，进而调整自己的运动方向。如在手指中安装扭矩传感器，确保RollinJustin可以灵敏地抓起像草莓之类的物体且不挤碎它们。机器人的脚的活动范围可调：当执行高动态性动作或大范围挪动动作时，RollinJustin可伸展开腿，扩大底盘范围，进而稳定上部躯体。需要穿过狭窄通道时，它会再次缩回腿。 “通过EtherCAT，我们找到了理想的通讯系统.KlausKunze，来自德国航空航天中心机器人系统部机器人与机械电子研究所。他讲，“研制RollinJustin时，使用第三方供给商成熟的硬件组件，使我们节省了大量耗时的研发工作。“我们主要根据所需的目的功能和紧奏型设计来选择组件。然而，这给德国航空航天中心带来的挑战是：必须整合各种不同的实时协议。采用了通过CAN、CANopen、SERCOS、SpaceWire和EtherCAT等实现通讯的组件。这些不同现场总线之间的转换由EtherCAT从站上的倍福TwinCATPLC自动化软件完成。控制所需全部数据均通过Matlab/Simulink环境中的一个具有实时功能的总线协议同步传输。该环境安装在一台独立的实时计算机上，并由该计算机控制整个平台包括机器人上部躯体。“我们需要这样一个解决方案，一方面支持这些组件的通讯技术，另一方面不影响这些组件的性能。例如，可以实现1毫秒的SERCOS驱动周期时间和较短的静区时间。KlausKunze讲。通过倍福的标准EtherCAT端子，完美地实现了力传感器和伺服驱动的连接。倍福的SSI终端从机器人腿的位置传感器收集数据。机械臂和躯干的SERCOS驱动器那么通过倍福的SERCOS主站PCI插卡连接。RollinJustin为德国航空航天中心提供了一个优异的试验平台。基于该平台，可以完成方案用于复杂的双手操纵任务的控制策略和智能动作。目前来讲，将挪动式效劳机器人用于搬运木箱或者沏茶等家务的家庭助手仍然属于将来的一个梦想。GermanAerospaceCenter(DLR)德国航空航天中心(DLR)EtherCATEtherCAT0