maxon motor 推動人工智慧型手掌(智慧型機器手掌)

利用手指和拇指來複製人體運動微妙的夾具(智慧型手掌)將不再是夢想,現今情況,智慧型手掌得到了快速的發展.。不久,五指機器手掌也將 運用在日常環境中。目前採用是簡單但強大的兩個或三指夾具(智慧型手掌),在不久的將來,多功的五指智慧型手掌也可以進行複雜的任務。在微電子和微機械學 顯著進步下,五指智慧型手指現在可以單獨操控手,手指和關節。五指智慧型手掌需要複雜的機械和控制電子,目前看來可以量產化。

毫無疑問,人類的手是大自然中最普遍,最複雜的工具之一。研究人員在這些年一直在研究這種進化產品的特點和優勢,現在這項研究結果被運用在未來機械手掌。結合哈爾濱工業大學(HIT)及德國航空航天中心(DRL)開發了一種新的機器人手。由於微型和精密的驅動技術與高性能總線技術,這項技術是五指智慧型手掌複製人類的手,進而樹立新的標竿。 DRL-HIT機器人手的與前一代相比,新的DLR-HIT手有五個手指,四個關節和三個自由面向並且體積更小,更輕。四指的設計,是為了能夠抓握錐形物件,而且拇指有“抵住和撐住”的作用。為了能夠全面運用智慧型手掌,必須對其機械運動多樣性進行有效控制和監視。因此高效的資訊通道是必不可少。

用於控制的高速匯流排
DLR-HIT-Hand II的馬達被直接安裝在手指內部。特別要注意的是將位置資料和運行資料輸入到控制電腦的資訊中。只有這樣才能使獨立的驅動器在當下完全充分發揮作用。所以每個指關節都裝備有一個自動檢測和一個無接觸角度感應器和轉矩感應器。由於應用程序的關係,這兩個感應器的解析度也必須相當高。一條高速匯流排可傳輸產生的資料流程。在比較額定值和實際值方面,對於控制系統的功能,決定的關鍵是回饋速度快,特別是在精確和精細應用時。所以除了資料量之外傳送速率也十分重要。專門針對這種應用,在FGPAs(Field Programmable Gate Arrays)基礎上開發了裝在機械手內的、即時25 Mbps高速匯流排。為實踐機械手和電腦控制的外部串聯,只需要三條線路。控制系統本身就是PCI插入卡上的信號處理器,被安裝在普通市售電腦內。介面易於操作,因此從電腦處就可以控制機械手。所有感應器資料都可以在螢幕上見到。數據顯示、機械手控制和電腦的連接方面的設計,自始至終都考慮到將來在工業環境下的實際應用。

maxon盤式馬達驅動

每隻手指需要好幾個驅動馬達可使其被單獨控制。此案例中,每隻手指用了15個帶霍爾感應器的無刷直流馬達。 maxon motor EC20盤式馬達滿足了關鍵性的需求。首先,馬達價格非常實惠,另外組裝體積雖然很小旦功率依然很高。例如,帶霍爾感應器的馬達長度僅有10.4 mm長、外徑21.2 mm,每台馬達的重量約 15克。它們可以與直徑相同的HDUC 05諧波式減速機成為一個系統。在12 V或24 V型的3 瓦電機,可以實踐最大8.04 mNm的扭力。有很好的動力表現 且 帶預力的滾珠軸承確保控制指令的精密反應行為,包括馬達旋轉方向的改變,數位式的霍爾感應器總是準確的報告控制器實際的位置,馬達在怠速時的轉速為9300轉/分。

感謝精密驅動科技帶回饋感應器及快速資料傳送的匯流排技術,使得新一代機械手DLR-HIT-Hand II感應更為靈敏,可以得到精準控制,使得微機械和微電子技術相得益彰。今日,使用標準元件就可以生產出良好設計的產品,而這些都是以前不敢夢想的,甚至是需要很貴的特殊研發費用。

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