機器蛇無孔不入。

這個機器人像蛇一般,能極度靈活地曲折前進,不管再隱密的角落這個機器人像蛇一般,能極度靈活地曲折前進,不管再隱密的角落,它都能深入一探究竟。這架機器人能毫不費力地進入人員難以觸及的地帶,替 我們解決問題。不管是飛機安裝作業、核能發電廠、或是地下渠道探測作業:感謝 maxon 馬達,這個機器人的多關節蛇型臂能夠執行精確無比的運動。
,它都能深入一探究竟。

就好比是科幻電影中的情節,這條機器蛇會蜿蜒爬行通過狹窄的洞穴。它的任務:在人類無法靠進的地方執行安全檢查,並拍攝影片。在多數行業領域中,有許多任務必須在狹窄且具有高度危險性的地方完成。對於執行人員來說,狹窄的空間不但難以進入,更困難的是,這些空間以及位於其內的設備,必須常常進行檢測。位於英國布里斯托 (Bristol) 的 OC Robotics 公司從生物界汲取靈感-例如動物-研發出了「Snake-Arm-Robot」(蛇臂機器人)。公司負責人 Rob Buckingham 以及技術總監 Andrew Graham 在 2001 年共同開發了第一架原型,並且不斷地將蛇型機器人的技術進行改良,迄今已臻至完美。這家創立於 1997 年的公司致力生產專門適用於狹窄與具高危險性空間的蛇型機器人。這些蛇型機器人體型修長且靈活,可以毫不費力地鑽入任何狹小的孔穴,且靈敏地避開障礙物。

它們常被運用於如航太飛行器的組裝、核能工業、以及醫學和保全領域。蛇型機器人具有不同的長度和直徑,客戶可依據其應用需求進行選擇。一般標準直徑介於 40 ~ 150 公釐,長度則在 1 ~ 3.25 公尺之間- 依客戶的特殊要求可增長至 10 公尺或直徑加寬至 12.5 公釐。對蛇型臂的功能有最決定性影響的是其直徑尺寸;直徑越大,機器人在進行保養工作時能舉起的重量也越大。

因此,每條機器蛇都是為客戶的應用需求量身訂製,在蛇形機器人的「頭」上還可以裝配各式各樣的工具。OC Robotics 為目視檢測工作提供了相應的照明設備,不論是用於攝影機、特殊夾臂、或是用於切割金屬或混凝土的雷射機(見影片)。與一般工業機器人或起重機一樣,蛇形機器人亦可依據應用需求安裝在活動式或固定式工作站上。

總是跟著鼻子走

蛇臂機器人能夠執行各式各樣的控制和保養作業,且不需周邊的直接支援。操作員可對它進行自由導航,行經開放空間。機器人的操控是透過一個專有軟體進行。透過這個軟體,操作員能夠以「Nose-Following」原理控制蛇形臂。也就是利用一塊操作板 (Joypad) 將指令傳達至蛇臂尖端,而其他的關節便會執行指定的路徑。操作員只要給出繞過障礙物的指令,蛇臂的其他部位也會跟著避開障礙物。OC Robotics 的公司負責人 Rob Buckingham 表示,利用這項科技,當人類非不得已必須在危險環境內工作時,困難度可以大幅減低。

maxon 無刷 DC 馬達實現靈活的運動

就像人類的手臂中連接肌肉和關節的肌腱一樣,蛇形機器人採用鋼索作為肌腱,將各個關節相互連接。蛇臂內的每一條鋼絲都與一顆 maxon 馬達相連。蛇形彎曲動作皆透過馬達將機械功率傳輸到蛇形臂完成。依據實際機型,在每根蛇臂裡可安裝多達 50 顆 maxon 馬達。這些馬達沒有直接位在蛇型臂內,而是在機器人基座的促動器中。這項設計的優點在於,馬達和電子系統的位置容易接近,並且在狹小空間內不會受到壓迫。馬達的另一個安裝位置在於蛇形臂頭部的各種工具內。例如攝影機或夾臂的動作,都是藉由 1~2顆maxon 馬達來驅動。

驅動裝置最大的挑戰是,它們必須提供足夠的功率,同時體積必須維持精簡。因此,針對這類高複雜度的應用,研發人員採用了 maxon 的 EC-max 30 無刷型 DC 馬達(60 瓦特)以及 GP 32 陶瓷行星減速機。

由於採用無刷電子式換向直流馬達 (EC) ,運行時間可大幅增長。maxon 馬達的核心是無鐵芯繞組-透過物理條件上的優勢,不會產生頓轉轉矩,擁有高功率和極佳的動態調節性能。為蛇形臂所採用的馬達經過特殊調整,必須使用特殊電纜和固定孔。maxon motor 的行星減速器亦配合應用另外經過修改,且為煞車器特別設計專用的殼體。OC Robotics 所要求的標準為:運作可靠的馬達、良好的客戶服務、高品質和高功率密度-這些都是最後選擇了 maxon motor 的重要因素。

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