履帶式作業(yè)復(fù)合機(jī)器人
發(fā)布日期：2021-04-27 瀏覽次數(shù)：4391
產(chǎn)品概述
本產(chǎn)品由履帶型移動底盤、協(xié)作機(jī)器人、激光雷達(dá)導(dǎo)航系統(tǒng)、北斗差分定位系統(tǒng)、3D深度視覺系統(tǒng)和基于5G網(wǎng)絡(luò)的通訊系統(tǒng)等組成，平臺融合了多種傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析以及智能控制于一體，是一款用于機(jī)器人運(yùn)動控制研究和開發(fā)的綜合性開源平臺。
系統(tǒng)提供移動機(jī)器人導(dǎo)航定位研究、機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)研究、機(jī)器視覺開發(fā)和場景應(yīng)用、5G遠(yuǎn)程通信應(yīng)用等技術(shù)。平臺支持MATLAB/Simulink和ROS聯(lián)合開發(fā)，可支撐相關(guān)科研人員在該平臺上進(jìn)行自動駕駛、機(jī)器人移動作業(yè)等人工智能的應(yīng)用研究，是用于機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)、機(jī)器人科研、人工智能研究的教學(xué)、科研載體，也是面向室外特種地形作業(yè)、農(nóng)業(yè)摘取、巡邏作業(yè)等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的高級實驗平臺。
產(chǎn)品特點(diǎn)
? 采用工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計，符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，支持多種環(huán)境下工業(yè)場景應(yīng)用；
? 基于模塊化設(shè)計，拆裝便捷、結(jié)構(gòu)緊湊、功能豐富；
? 六軸機(jī)械臂、底盤、視覺、導(dǎo)航系統(tǒng)均采用自主開源化的設(shè)計，可自由進(jìn)行單獨(dú)或融合算法研究；
? 平臺同時支撐MATLAB和ROS聯(lián)合進(jìn)行算法開發(fā)研究，適用范圍廣；
? 提供大量的Demo算法及實驗案例，供用戶在更深層次上的學(xué)習(xí)和研究；
? 平臺開放底層，完全開源。預(yù)留開發(fā)接口，可進(jìn)行集成應(yīng)用，提供全方位的技術(shù)支持，能很好支撐工業(yè)應(yīng)用，；
? 使用高性能計算機(jī)作為主控系統(tǒng)，可實現(xiàn)機(jī)械臂、底盤、視覺、導(dǎo)航系統(tǒng)、夾爪的控制，滿足大量數(shù)據(jù)的處理運(yùn)算需求；
? 可用于工業(yè)生產(chǎn)、特種地形作業(yè)、安防巡檢等研究及應(yīng)用；
系統(tǒng)配置
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設(shè)備清單 |
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序號 |
名稱 |
型號 |
品牌 |
備注 |
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1 |
履帶式移動底盤系統(tǒng) |
SVSCOUT |
中科深谷 |
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2 |
開源六軸協(xié)作機(jī)械臂系統(tǒng) |
SVROCR6 |
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3 |
末端夾持器 |
EFG-20 |
慧靈 |
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4 |
視覺采集系統(tǒng) |
RealSense D435i |
英特爾 |
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5 |
差分北斗定位系統(tǒng) |
GD300 |
中科深谷 |
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6 |
多線激光雷達(dá)系統(tǒng) |
C16 |
鐳神 |
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7 |
5G通信系統(tǒng) |
MH5000 |
華為 |
依具體安裝型號 |
應(yīng)用專業(yè)
（1）車輛工程
（2）機(jī)器人專業(yè)
（3）機(jī)械電子專業(yè)
（4）機(jī)械工程專業(yè)
（5）自動化專業(yè)
（6）智能制造專業(yè)
（7）人工智能專業(yè)
本科和研究生教學(xué)課程
（1）機(jī)器人學(xué)
（2）機(jī)器人建模與仿真
（3）自動控制原理
（4）機(jī)器人操作系統(tǒng)
（5）計算機(jī)控制技術(shù)
（6）MATLAB建模與仿真
（7）機(jī)器人控制技術(shù)
（8）ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)
（9）傳感器技術(shù)及應(yīng)用
（10）機(jī)器視覺
（11）移動機(jī)器人導(dǎo)航控制與遙感
典型教材推薦
《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》華中科大楊叔子院士
《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（第四版）》美國斯坦福大學(xué)John.J.Craig教授
《機(jī)器人控制技術(shù)》陳萬米，上海大學(xué)教授，博士
《計算機(jī)控制技術(shù)（第四版）》顧德英，東北大學(xué)，教授，碩導(dǎo)
《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》熊有倫華中科技大學(xué)教授博導(dǎo)，科學(xué)院院士
《MATLAB建模與仿真》哈爾濱理工大學(xué)副教授，碩導(dǎo)
《機(jī)器人操作系統(tǒng)淺析》(美) 杰森 M.奧凱恩 (Jason M.O’Kane) 教授
《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》北京理工大學(xué) 陳文濤碩導(dǎo)
《機(jī)器視覺》（美）伯特霍爾德·霍恩 教授
《移動機(jī)器人導(dǎo)航控制與遙感》（美）庫克
實驗案例
1.履帶式移動底盤系統(tǒng)
（1）ROS小烏龜仿真實驗
（2）ROS通訊實驗
（3）ROS關(guān)鍵組件認(rèn)識
（4）URDF模型的描述和建模
（5）串口驅(qū)動通信實驗
（6）CAN分析儀驅(qū)動通信實驗
（7）伺服電機(jī)驅(qū)動控制實驗
（8）傳感器實驗
（9）差速轉(zhuǎn)向算法實驗
（10）激光雷達(dá)掃描范圍裁剪實驗
（11）建圖實驗
（12）導(dǎo)航和避障實驗
2.開源協(xié)作臂系統(tǒng)
機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)控制實驗：
（1）機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)知實驗
（2）驅(qū)動和控制系統(tǒng)認(rèn)知實驗
（3）運(yùn)動學(xué)基本知識實驗
（4）坐標(biāo)系和DH參數(shù)設(shè)定
（5）正運(yùn)動學(xué)控制實驗
（6）逆運(yùn)動學(xué)控制實驗
（7）關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃控制實驗
（8）笛卡爾空間軌跡規(guī)劃控制實驗
機(jī)械臂動力學(xué)控制實驗
（9）單關(guān)節(jié)PID算法正弦曲線跟蹤實驗
（10）雙關(guān)節(jié)PID算法正弦曲線跟蹤實驗
（11）單關(guān)節(jié)自適應(yīng)控制算法正弦曲線跟蹤實驗
（12）單關(guān)節(jié)零力拖動實驗
（13）雙關(guān)節(jié)零力拖動實驗
機(jī)械臂伺服電機(jī)和驅(qū)動器實驗
（14）CAN總線通訊實驗
（15）單關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩控制實驗
（16）單關(guān)節(jié)PTP控制實驗
（17）單關(guān)節(jié)PT控制實驗
3.視覺采集系統(tǒng)
（1）Canny邊緣檢測案例
（2）Contour輪廓檢測案例
（3）Hough線段檢測案例
（4）人臉檢測案例
（5）圖像旋轉(zhuǎn)縮放變換案例
（6）Haar+boosting特征檢測研究
（7）最小二乘法擬合研究
4.差分北斗定位系統(tǒng)
（1）北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用案例
（2）無線通訊技術(shù)應(yīng)用案例
（3）RTK定位定向技術(shù)應(yīng)用案例
5.多線激光雷達(dá)系統(tǒng)
（1）激光雷達(dá)的點(diǎn)云獲取及數(shù)據(jù)分析
（2）激光雷達(dá)室內(nèi)建圖、定位導(dǎo)航實驗
（3）激光雷達(dá)室內(nèi)路徑規(guī)劃實驗
（4）激光雷達(dá)與慣導(dǎo)融合定位研究
6.5G通信系統(tǒng)
（1）5G通信與信息融合研究
支撐科研方向
（1）仿真建模、半實物仿真
（2）機(jī)器人運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)相關(guān)實驗
（3）拖動示教、力位混合控制
（4）機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計
（5）圖像處理
（6）特征識別
（7）機(jī)器人視覺伺服設(shè)計、避障與路徑規(guī)劃
（8）激光定位導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、避障檢測
（9）北斗導(dǎo)航通訊技術(shù)及算法
（10）姿態(tài)解算、濾波算法、衛(wèi)星與慣導(dǎo)融合
（11）5G通訊技術(shù)與應(yīng)用
（12）遠(yuǎn)程控制與信息傳輸、信息融合
（13）危險作業(yè)、智能倉儲物流、智能安防巡檢等
性能指標(biāo)
1. 履帶式移動底盤系統(tǒng)
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整備質(zhì)量 |
130~135(搭載的設(shè)備重量根據(jù)實際情況定) |
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最大行程 |
10km |
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額定直線載量 |
直線80kg，轉(zhuǎn)彎60kg |
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長寬高 |
1020mmx760mmx360mm |
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軸距 |
360mm |
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驅(qū)動形式 |
左右獨(dú)立驅(qū)動 |
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安全裝備 |
伺服剎車/防撞欄 |
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防護(hù)等級 |
IP52 |
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電池類型 |
鋰電池48V 30Ah |
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充電器 |
AC220V 獨(dú)立充電器 |
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工作溫度 |
-20-60℃ |
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對外供電 |
48V |
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電機(jī) |
2X 650W 直流無刷電機(jī) |
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電機(jī)編碼器 |
1024分辨率 |
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越障能力 |
17cm 單級直角臺階 |
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最小轉(zhuǎn)彎半徑 |
原地轉(zhuǎn)彎 |
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爬坡角度 |
≤36° |
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最小離地間隙 |
105mm |
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控制模式 |
2.4G遙控器控制 網(wǎng)絡(luò)控制 |
2. 開源協(xié)作臂系統(tǒng)
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供電電壓 |
48V DC |
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額定功率 |
小于150W（一般工況下） |
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工作半徑 |
614mm |
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高度 |
805mm |
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重量 |
約16kg |
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末端負(fù)載 |
3kg |
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重復(fù)定位精度 |
±0.02mm |
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防護(hù)等級 |
IP54 |
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ISO潔凈室等級 |
6 |
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噪聲 |
小于60dB |
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安裝位置 |
任意角度 |
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運(yùn)行范圍&最大速度 |
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基座1軸 |
±179°& 148°/s |
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肩部2軸 |
±146°& 148°/s |
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肘部3軸 |
±146°& 148°/s |
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腕部一4軸 |
±179°& 148°/s |
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腕部二5軸 |
±179°& 148°/s |
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腕部三6軸 |
±179°& 148°/s |
3. 末端夾持器
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最大推薦負(fù)載 |
800g |
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手指開合行程 |
20mm |
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抓持力 |
80N |
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最快開合速度 |
0.45s行程 |
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自身重量 |
458g |
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手指重復(fù)定位精度 |
0.02mm |
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通訊協(xié)議 |
I/O |
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工作電壓 |
24V DC |
4. 視覺采集系統(tǒng)
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尺寸 |
90mm × 25mm × 25mm |
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重量 |
72g |
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使用環(huán)境 |
室內(nèi)/室外 |
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工作溫度 |
0~35℃ |
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安裝機(jī)構(gòu) |
一個 1/4?20 UNC 螺紋安裝點(diǎn)，兩個 M3 螺紋安裝點(diǎn) |
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識別范圍 |
約10米。精度隨標(biāo)定、場景和照明條件而變化 |
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圖像傳感器技術(shù) |
全局快門，3μmx3μm像素大小 |
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通訊接口 |
USB-C 3.1 Gen 1，集成1m線纜 |
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深度技術(shù) |
主動紅外立體 |
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深度景深 |
87°±3°x 58°±1°x 95°±3° |
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最小深度距離 |
0.105 m |
5. 差分北斗定位系統(tǒng)
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類型通道 |
多頻，120通道 北斗Ⅱ：B1/B2/B3； GPS：L1/L2/L2C/L5； Galileo：E1 |
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控制和解算軟件 |
GD-BDmonitor形變監(jiān)測服務(wù)器軟件 |
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數(shù)據(jù)輸出 |
GNSS原始數(shù)據(jù)，NMEA-O183格式數(shù)據(jù)，差分改正數(shù)據(jù) |
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重量 |
650g |
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尺寸 |
206mmX110mmX55mm |
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操作溫度 |
-40℃~75℃ |
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儲存溫度 |
-40℃~85℃ |
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濕度 |
95%無冷凝 |
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防水 |
IP67 |
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震動 |
25g，6ms |
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沖擊 |
10Hz-50Hz，0.7mm，5g |
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電源消耗 |
2.5W |
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外部電源 |
12VDC |
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IO端口 |
RS232x1，LEMO插座 ETHEx1，LEMO插座 |
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天線接口 |
TNC接口母頭 |
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天線 |
AT301高信噪比扼流圈天線 |
6. 多線激光雷達(dá)系統(tǒng)
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線數(shù) |
16 |
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激光波長 |
905nm |
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激光安全等級 |
Class 1 人眼安全 |
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測距能力 |
150m (80m@10% NIST) |
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精度(典型值) |
±3cm |
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水平視場角 |
360° |
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垂直視場角 |
-15~+15° |
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水平角分辨率 |
5Hz: 0.09o 10Hz: 0.18o 20Hz: 0.36o |
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垂直角分辨率 |
2.0° |
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掃描速度 |
5Hz/10Hz/20Hz |
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通信接口 |
以太網(wǎng)、PPS |
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工作電壓 |
9V~ 36V DC |
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產(chǎn)品功率 |
12W |
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重量 (不包含數(shù)據(jù)線) |
約1050g |
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尺寸 |
φ102mm×H81 mm |
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工作溫度 |
-20℃~ +60℃ |
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存儲溫度 |
-40℃~+85℃ |
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防護(hù)等級 |
IP67 |
7. 5G通信系統(tǒng)
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尺寸 |
200mm*139mm*35mm |
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電壓 |
12V 3A |
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主要接口 |
WAN*1/LAN*3 |
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天線 |
Ant1~ant6: 5G Ant7~ant8: wifi |
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工作溫度 |
?40°C～+85°C |
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存儲溫度 |
?40°C～+95°C |
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數(shù)據(jù)傳輸速率： |
下行2Gbps；上行230Mbps |
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其他： |
支持NSA/SA雙模；支持單芯全模；2G/3G/4G/5G全兼容 |
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