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一、產(chǎn)品簡介

  雙臂力反饋遙操作機器人開放平臺是一種由操作人員在視覺系統(tǒng)的輔助下通過操縱力反饋手柄控制遠程機器人進行作業(yè)的機器人系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于遠程醫(yī)療診療、危險環(huán)境遠程作業(yè)等領(lǐng)域。雙臂力反饋遙操作機器人開放平臺為相關(guān)領(lǐng)域的科研人員提供了便利的開放性實驗環(huán)境，支撐科研人員快速構(gòu)建各類力反饋遙操作機器人實驗場景，對相關(guān)算法和軟件模塊進行測試。平臺也可以用于各種力反饋遙操作機器人原型系統(tǒng)開發(fā)和操作人員培訓(xùn)。

二、平臺功能

1.搭建力反饋要操作機器人教學(xué)科研環(huán)境

  可以基于Matlab/Simulink及Gazebo/V-rep仿真環(huán)境構(gòu)建力反饋遙操作機器人數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)，在仿真環(huán)境下對主手端機器人的運動學(xué)模型、從手端機械臂的運動學(xué)、動力學(xué)等建立模型，并對主從機械臂各自的標(biāo)定、主手到從手的運動映射過程等過程進行仿真；可以建立從手機械臂的動力學(xué)模型，對從手運行過程中的柔順力控、虛擬墻阻抗控制等進行仿真。仿真算法可以便利的部署于物理環(huán)境下的從手機械臂控制器進行驗證。可以引入5G/TSN等新型通信媒介，分析通信延時對控制系統(tǒng)的影響和力反饋操作體驗的影響。

2.遠程診療系統(tǒng)原型搭建

  通過3D視覺系統(tǒng)，可以快速獲取人體姿態(tài)和位置信息，生成位置限制虛擬墻，輔助人工進行遠程診療操作。配置遠程通信系統(tǒng)和人機交互軟件，顯示診療過程相關(guān)信息。

3.工業(yè)工件檢測、打磨類應(yīng)用系統(tǒng)原型搭建

  通過3D視覺系統(tǒng)，可以快速獲取工件姿態(tài)信息，配合AR/VR輔助系統(tǒng)形成虛擬操作環(huán)境，輔助人工進行遠程作業(yè)。配置相關(guān)的數(shù)據(jù)采集、通信軟件及人機交互軟件，顯示作業(yè)過程相關(guān)信息。

三、產(chǎn)品特色

n 平臺所用機械臂可以開放底層控制，支持機械臂底層力矩、速度、位置控制，支持用戶基于Simulink軟件進行控制算法真機部署驗證；

n 完善的二次開發(fā)環(huán)境，配置完整的機器人運動學(xué)、動力學(xué)、運動規(guī)劃和力控制計算庫，易于二次開發(fā)；

n 支持多種類型的主手操控設(shè)備和從手機械臂設(shè)備，機械臂法蘭同樣支持多種通信擴展，工具擴展和系統(tǒng)集成便捷；

n 支持3D視覺系統(tǒng)、從手機械臂末端六維力傳感器；

n 支撐擴展進行 AI 數(shù)據(jù)采集與 AGI 模擬研究等方面的研究、實踐任務(wù)；

四、平臺組成

  雙臂力反饋遙操作機器人開放平臺主要包含柔性協(xié)作六軸機器人、開放式機器人控制系統(tǒng)、6D力反饋系統(tǒng)、3D視覺系統(tǒng)等組成。

1、柔性協(xié)作六軸機器人

柔性協(xié)作機器人采用全關(guān)節(jié)力矩傳感器配置，通過全狀態(tài)反饋的直接力控制技術(shù)，避障更靈活、碰撞檢測更靈敏，在兼顧位置控制高精度的同時具備高動態(tài)力控制與柔順控制能力。

  具有機器人基礎(chǔ)運動庫和高級動力學(xué)庫、視覺庫、人工智能算法庫，集成多種總線通訊模塊，支持快速搭建機器人教學(xué)的算法開發(fā)環(huán)境。

控制模式：位置，速度，力；

開發(fā)語言：MATLAB, C/C++；

提供完整實驗工程及demo；

支持通信方式：EtherCAT，TCP/IP,UDP

開放機器人底層控制能力，包括軸力控制接口、笛卡爾力控接口、軸位置控制接口、笛卡爾位置控制、笛卡爾阻抗控制、關(guān)節(jié)阻抗控制、笛卡爾恒力控制。

提供機器人模型庫，包括正逆運動學(xué)、正逆動力學(xué)模型和基礎(chǔ)的運動控制、力控制API，支持外部高動態(tài)控制，最高通信頻率1kHz，全狀態(tài)反饋，包括笛卡爾空間和軸空間的位置、速度、力信息。

3、6D力反饋系統(tǒng)

6D力反饋系統(tǒng)， 為一款具有工作空間較大并在所有6自由度上提供力反饋的觸覺設(shè)備，接口刷新率最高可達1K赫茲。用戶使用放置在尖端處的夾持器或手柄 (稱為 “末端執(zhí)行器”) 來握住觸覺裝置。兼容市場主流力反饋公司開發(fā)工具包（兼容法國Haption驅(qū)動；可選配兼容3dsystems、CHAI3D、Unity）；

工作范圍：520x 220 x 400 mm

旋轉(zhuǎn)工作空間：260° x 95° x 240°

可施加力（工作區(qū)的中心）：10 N (最大)/ 3 N (持續(xù))

旋轉(zhuǎn)力：0.8Nm（最大） / 0.2Nm（持續(xù)）

位置分辨率： 0.023mm

旋轉(zhuǎn)分辨率：0.0023 °

設(shè)備重量： ~5KG

傳輸速率：1000HZ

兼容性：兼容開發(fā)工具包（兼容法國 haption驅(qū)動；可兼容3dsystems、CHAI3D、Unity、）

4、3D視覺系統(tǒng)

1）工業(yè)級3D相機

①智能程度高

基于先進的視覺算法，可處理各類工件以及紙箱、麻袋、貨品等典型物體，輕松應(yīng)對隨意堆疊、無序放置、一定程度反光、暗色等復(fù)雜工況。

②穩(wěn)定可靠

Mech-Eye工業(yè)級3D相機具備IP65防護等級，可在嚴(yán)苛的環(huán)境中穩(wěn)定運行，且已通過CE、FCC、VCCI及RoHS認(rèn)證。

③開放性強，部署簡單高效

提供多語言、多平臺的SDK選擇，接口開放，部署簡單。可選擇搭配Mech-Vision、Mech-Viz使用，輕松、快速部署各類檢測/量測應(yīng)用。

2）圖形化視覺處理軟件

完全圖形化的視覺軟件，無需編寫代碼即可完成拆垛、無序工件上料等視覺應(yīng)用。

內(nèi)置3D視覺、深度學(xué)習(xí)等前沿算法模塊，可滿足復(fù)雜多樣的應(yīng)用需求。

（圖形化視覺處理軟件）

3）機器人智能編程軟件

完全圖形化的機器人智能編程環(huán)境，支持?jǐn)?shù)字孿生。

內(nèi)置軌跡規(guī)劃、碰撞檢測、混碼等智能算法，適配國內(nèi)外眾多主流品牌機器人，如ABB、KUKA、FANUC、DENSO、UR、AUBO、ROKAE、JAKA等。

（機器人智能編程軟件）

4）機器視覺深度學(xué)習(xí)平臺軟件

包括缺陷檢測、分類、實例分割等功能，可對物體快速識別、定位、判斷物體狀態(tài)以及檢測缺陷算法。

深度學(xué)習(xí)自主訓(xùn)練工具，將深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)采集、篩選、導(dǎo)入、標(biāo)注、模型訓(xùn)練、驗證及部署應(yīng)用的過程進行全流程整合，方便自主操作，提升訓(xùn)練效率，并全程保證數(shù)據(jù)安全性。

（機器視覺深度學(xué)習(xí)工作流程）

五、平臺配置清單