技术论文
小型机器人在开源中是一个大数字
发布07/13/2015
KUKA youBot是一个小型移动机器人,被设计为一个用于科学研究和培训的开源平台。该机器人由一个移动平台和一个机械臂组成。这两个部件都由maxon电机驱动系统驱动。
对于机器人学生,逐步教授一个机器人,并讨论他们写自己的课程可以是一个迷人的学习机会和令人兴奋的挑战。基于奥格斯堡的公司Kuka公司开发了youbot机器人(支持科学研究和培训)。使用开源软件控制的移动机械手具有全向基础和具有五种自由度的机器人力学。只需两年的市场介绍,它已经是移动操纵领域的研究和培训参考平台。在全球范围内,库卡主要被称为工业机器人的制造商。随着Youbot机器人,Kuka为机器人研究创建了一个开源参考平台,使开发人员,研究人员和学生撰写自己的控制和应用软件。例如,在“未来工厂”中组装宜家表或运输小型负载载波和组件。
Kuka Youbot由底盘组成,可以全部移动,其中一个或两个安装在底盘上的机器人臂。工业PC和电池已集成到底盘中。Via EtherCAT,工业PC实时通信(1 MS循环),其九个驱动器可通过电流控制,速度控制和位置控制操作。机器人平台和臂也可以彼此独立使用。Youbot底盘仅为53厘米长,宽36厘米,大约11厘米高,移动到四个麦蕉车轮上。这些特殊轮子的卷在圆周上以45°角到车轮的平面,使得YouBot能够在任何给定时间结合任何平移和旋转运动。这使得可以成为可以的全向动作,包括侧向和对角动运动。
机器人的手臂长约66厘米,安装在平台上。机器人手臂末端的两指夹持器允许机器人移动长度达70毫米、重量达500克的物体。机械臂由5个关节组成,每个关节由maxon驱动系统驱动。在这个应用中,马达-齿轮-编码器组合从maxon马达投入使用。
专门开发的行星齿轮小号,可实现最大的运动自由
YouBot中的可用空间有限,但有几个电动机和行星齿轮齿轮必须适合臂和机箱。该解决方案是将这些组分直接整合到机器人臂的关节中。Maxon和Kuka共同工作,以开发一个非常轻盈,精确且坚固的特殊驱动器,允许关节在行星齿轮串周围旋转。
对于机械臂的关节,共使用了5个无刷maxon平板电机(EC45平板、EC32平板),并结合特殊的齿轮头和编码器。平台采用maxon电机驱动的4台无刷EC 45平板电机。无刷maxxon EC 45平有一个简单的设计与高扭矩阻力在一个紧凑的框架。尽管其重量轻46克至110克,扁平电机的输出功率为15至50瓦。为了测量关节角度,将机械臂的关节连接到maxon位置编码器上。
Kuka Youbot,仍然在其初期阶段,已经被描述为机器人研发中的里程碑。通过这种新方法,库卡已经解决了研究市场,并达到了机器人社区,以支持技术转让。基于机器人的Linux的开源概念为研究人员提供了实验的自由,无限制。