?

　　LabVIEW和CompactRIO在腿輪Sitapur終端機器人開發(fā)中的應用領域

　　國際金屬加工網(wǎng)

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人行業(yè)典型研討會

　　對終端機器人的開發(fā)而言，其大小，重量及性能都非常重要，因此堅固的組件化CompactRIO系統(tǒng)適于用作開發(fā)。 LabVIEW和NI硬件之間定義良好的相容性顯著地減少了開發(fā)者執(zhí)行系統(tǒng)集成的時間和精力。"

　　The Challenge: 開發(fā)兩個腿輪Sitapur終端機器人，使其能在平緩的地勢洛耶湖速非常靈活行駛，也可在純天然或人工不平緩的地貌上順利通過。

The Solution:使用NI LabVIEW和CompactRIO以及各式各樣I / O組件將機械、電子及軟件開發(fā)快速集成到三合一機器人原型。

　　項目背景

　　腳部和輪軸這兩種方法在發(fā)射塔體育運動平臺上被廣泛選用。 經(jīng)過漫長的演變過程，大絕大多數(shù)陸地動物的腳部博洛尼亞活有力，并能夠快速順暢地在不平緩的純天然地貌上奔馳。 在另一方面，人類發(fā)明了流石灘專用的體育運動輪軸，其出色的輸出功率效率和在流石灘高速的流暢運轉(zhuǎn)是腳部體育運動無可比擬的。

　　由此，來自國立臺灣大學的仿生機器人實驗室（BioRoLa）團隊致力于設計兩個腿輪Sitapur機器人，它結合了輪軸和腳部的終端性，在平緩和惡劣環(huán)境下都能為室內(nèi)室外行走提供兩個終端平臺。

500)this.width=500" border=0 alt="" align=center src="://.mmsonline.cn/resupload/00000000000000000011/116002009006/1344909273272_1.jpg">

　　機械設計

大絕大多數(shù)混合動力平臺上相同的車輪和腿都有相同的裝置和鞭策器，相比這些平臺，這款名為Quattroped的腿輪Sitapur終端機器人選用了一類切換機制，可將自身某一的一部分變形成為兩個車輪或一條腿。 從歐幾里得角度而言，兩個車輪通常有兩個方形輪轂，而轉(zhuǎn)軸則坐落于輪轂中間。 輪轂與發(fā)射塔接觸，而轉(zhuǎn)軸與機器人身體上的一點相連接，此點就是“膝關節(jié)”。 在一般情況下，輪式終端時車輪在流石灘體育運動并不斷旋轉(zhuǎn)，輪軸與發(fā)射塔的觸點就坐落于髖關節(jié)下的一定環(huán)內(nèi)。相較而言，用腿終端時腳部以持續(xù)性方式體育運動，在膝關節(jié)和發(fā)射塔觸點之間沒有某一的歐幾里得實用性；因此腳部在體育運動中的相較邊線具有持續(xù)性頻繁變化的特點。

　　基于而此觀察發(fā)現(xiàn)，將膝關節(jié)抽走方形輪轂中心并將連續(xù)體育運動商業(yè)模式改為其他體育運動商業(yè)模式，Kozhikode達到輪商業(yè)模式向腿商業(yè)模式的切換。 這激發(fā)了他們?nèi)ピO計一類能間接控制方形輪轂和膝關節(jié)的相較邊線的商業(yè)模式，從而它既能展開輪體育運動又能展開腿體育運動。 由于方形輪轂是兩個二維的對象，實現(xiàn)而此目標的最間接的方法是再增加兩個分量（DOF），沿著體育運動方向調(diào)節(jié)膝關節(jié)相較方形輪轂的邊線。 兩個分量的體育運動也互相形成直角。 此外，無論是輪商業(yè)模式還是腿商業(yè)模式都能有效運轉(zhuǎn)同一組的驅(qū)動力輸出功率。

機電一體化

　　他們選用NICompactRIOPDP控制系統(tǒng)作為機器人驅(qū)動力器，它主要包括兩個400MHz的動態(tài)CPU和3M現(xiàn)場電子電路電子電路（FPGA）。 FPGA間接連接NI C系列I/O組件，這些組件能從載板感應器和鞭策器獲得數(shù)據(jù)。 對模擬I/O他們選用NI 9205和NI 9264I/O組件，對數(shù)字I/O選用NI 9401和NI 9403I/O組件。FPGA與動態(tài)CPU相連接，并通過IEEE 802.11無線方式與電腦展開通訊。

機器人感應器主要包括：馬達和輸出功率放大器上用作身心健康監(jiān)測的溫度感應器；用作電源管理的電壓和電流量測感應器；用作腿輪實用性校正的霍爾（Hall）效應感應器；用作身體狀況量測的6軸慣性制導儀和2軸測斜儀；用作離地間隙量測的3個紅外距離感應器。定位系統(tǒng)、視覺和火控系統(tǒng)等各式各樣感應器也被用作提高機器人的感應能力。機器人上的鞭策器包含8個用作驅(qū)動力的三相有刷電機，2個用作腳后跟輪軸轉(zhuǎn)動的高扭矩RC切換器電機，用作輪腿切換的五個小型RC切換器電機和五個小型三相有刷電機。

　　[DividePage:NextPage]

　　軟件

三個運轉(zhuǎn)LabVIEW 的計算核心（PC，動態(tài)系統(tǒng)和FPGA）負責相同的任務。 用戶操作PC，將高級指令（如機器人應該以輪商業(yè)模式還是腿商業(yè)模式運轉(zhuǎn)）發(fā)送至NI CompactRIO驅(qū)動力器。驅(qū)動力器以1kHz的循環(huán)式速率運轉(zhuǎn)，將關于機器人身心健康的重要信息發(fā)送回來，并在PC上記錄狀況數(shù)據(jù)。 機器人軟件架構主要包括各式各樣狀況機，每個狀況代表一類機器人行為。 其他需要高速信號交換的算法以10 kHz的循環(huán)式率在FPGA上運轉(zhuǎn)。 主要包括三相電動機、編碼器讀數(shù)以及基于PWM的RC切換器命令的比例-積分-微分（PID）控制。

機器人通電后，他們展開電機校正，定義機器人每條腿輪上兩個活躍分量的完全歐幾里得實用性。 通過匹配安裝在機器人身體上的霍爾效應感應器和安裝在腿輪內(nèi)部磁鐵的相較邊線實現(xiàn)校正。 他們可以在腿商業(yè)模式或輪商業(yè)模式下操作經(jīng)校正過的機器人，這取決于當前RIM實用性（即為輪軸或半圈腿商業(yè)模式）。 另外，他們也可以通過腿輪切換來改變腿輪實用性。 機器人輪商業(yè)模式下的行為主要包括站立、行駛和入座。 站立和入座為兩個瞬態(tài)狀況，用以過度最初發(fā)射塔實用性和行駛行為。 在行駛行為中，前進速度和轉(zhuǎn)彎速率都連續(xù)可調(diào)。 同樣，當機器人在腿商業(yè)模式下運作時，站立和入座行為也屬于瞬時狀況。 站立起來后的機器人可以執(zhí)行各式各樣行為，主要包括步行、小跑、跨步、跨越障礙和爬樓梯。

　　NI軟硬件的益處

　　在一般情況下，機器人屬于高分量的復雜系統(tǒng)。 機器人的成功發(fā)展需要花費時間和精力來妥善整合各式各樣機械、電氣和計算機系統(tǒng)。 來自國立臺灣大學BioRoLa團隊，主要由擁有機械工程背景的學生組成，他們需要兩個可靠、組件化、易于使用及良好集成的平臺。

經(jīng)過廣泛的研究，他們發(fā)現(xiàn)NI產(chǎn)品能為他們的應用領域程序提供最佳解決方案，原因如下： LabVIEW為非編程背景的學生提供了直觀的圖形化流程圖表示方法，可以讓他們輕松建立過程圖并作為解決方案，然后再將過程圖轉(zhuǎn)化為軟件。 能在Windows，RTOS和基于FPGA的目標上使用相同的圖形化開發(fā)環(huán)境也極其有幫助。 由于開發(fā)驅(qū)動力器軟件時他們不必花時間學習底層的編程語法，因而能夠花更多的時間專注于他們設計的機械部分。

　　“對終端機器人的開發(fā)而言，其大小，重量及性能都非常重要，因此堅固的組件化CompactRIO系統(tǒng)適于用作開發(fā)。 LabVIEW和NI硬件之間定義良好的相容性顯著地減少了開發(fā)者執(zhí)行系統(tǒng)集成的時間和精力?！?/p>

　　未來計劃

憑借NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設計和NI CompactRIO，一支機械工程學生團隊設計出了兩個擁有優(yōu)雅軟件構造的復雜機電一體化系統(tǒng)，對今后的進一步開發(fā)擴展也很方便。 在硬件方面，他們正在將各式各樣感應器融合到當前的機電化系統(tǒng)中，以提高機器人的感應能力。 在動作方面，他們正在完善和開發(fā)具有閉環(huán)控制功能的腳部行為，以提高機器人在各式各樣具有挑戰(zhàn)性的地貌上的終端能力，并開發(fā)其腳部動態(tài)步態(tài)。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用作網(wǎng)絡分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權負責。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請第一時間告知，他們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權益！聯(lián)系電話： 或 。

　　體育運動軟件機械軟件開發(fā)電子舉報此信息

　　網(wǎng)友評論

　　匿名:

　　回復

　　取消回復

　　還沒有人評論過，快搶沙發(fā)吧！

　　請?zhí)顚戲炞C碼：

　　昵稱

　　評論

　　相關鏈接

　　工業(yè)機器人柔性制造加工生產(chǎn)線該如何設計

　　23-01-09

　　PolyWorks 2022 IR7 版目前已可下載！

　　23-01-09

　　加速企業(yè)質(zhì)量檢測管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，蔡司榮獲年度智造先鋒獎

　　23-01-06

　　多邊折彎中心與機器人的有機結合：薩瓦尼尼P-Robot解決方案（上）

　　23-01-06

雙師建設新階段，?？怂箍等脒x職業(yè)教育教師企業(yè)實踐基地

　　23-01-05

　　夯實本土工業(yè)軟件基石 做大做強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

　　23-01-05

　　當打之年！5G進入工業(yè)連接新時代

　　23-01-05

　　工信部：1至11月我國軟件業(yè)務收入94672億元

　　23-01-04

　　國際金屬加工網(wǎng)2023新年特刊：中國新發(fā)展 世界新機遇

　　23-01-04

　　戳進來，了解知名車企整車廠智能質(zhì)量管理案例！

　　22-12-30

　　優(yōu)傲預測：2023年協(xié)作機器人市場五大自動化趨勢（上）

　　22-12-30

　　ABB機器人超級工廠在滬正式開業(yè)

　　22-12-29

　　厚積薄發(fā)，國內(nèi)工業(yè)軟件新一輪逐鹿即將上演

　　22-12-29

　　新能源鋰電制造背后的未來“智造主力”— AMR工業(yè)終端機器人

22-12-29

　　激光模切機輥垂直度的高精度量測API Radian激光跟蹤儀高效應用領域案例

　　22-12-29

　　igus軸承：全球首款全自動工業(yè)干式清潔機器人升級啦！

　　22-12-28

　　GOM光學量測如何成為波音、空客信賴的服務供應商？

　　22-12-27

　　Tebis智造優(yōu)化制造過程，助力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

　　22-12-23

　　中服云2023新年寄語：數(shù)智物聯(lián)，賦能產(chǎn)業(yè)升級

　　22-12-22

　　易格斯2023：堅持創(chuàng)新與合作，走綠色可持續(xù)發(fā)展之路

　　22-12-21

　　最新反饋

　　注冊獲取更多行業(yè)信息

　　暫無反饋

　　無須注冊，輕松溝通

　　姓名

　　單位名稱

　　電話

　　電子郵件

　　留言

　　詳細需求信息請在此處填寫