引言
在不斷演進(jìn)的科技世界中,我們始終追求創(chuàng)新和卓越,以滿足客戶的需求并超越他們的期望。今天,我們很高興地宣布我們的最新產(chǎn)品——myArm 300 Pi,一款七軸的桌面型機(jī)械臂。這款產(chǎn)品的獨(dú)特之處在于其靈活性和可編程性,以及它的工作半徑和嵌入式控制主板的選擇。在本文中,我們將詳細(xì)介紹myArm 300 Pi的特性和功能,并將其與我們的六軸機(jī)械臂進(jìn)行比較,以便您更好地理解我們的新產(chǎn)品以及它如何滿足您的需求。
Introduction
myArm 300 Pi是一塊全新的7自由度的中心對(duì)稱構(gòu)型協(xié)作機(jī)械臂,設(shè)計(jì)風(fēng)格延續(xù)了myCobot系列的小巧輕便的特點(diǎn)。myArm搭載著7個(gè)高精度的伺服電機(jī),使得最大工作半徑300mm,末端最大負(fù)載成都能夠達(dá)到200g,重復(fù)定位精度最高達(dá)到了±0.5mm。
myArm 300 Pi的控制主板采用了樹莓派4B 4G,這是一種廣受歡迎的微型計(jì)算機(jī),因其強(qiáng)大的性能和靈活的編程環(huán)境而備受贊譽(yù)。這意味著用戶可以使用多種編程語言來控制myArm 300 Pi,包括Python、C++、Java等,極大地提高了使用者的便利性和靈活性,它還支持ROS1/ROS2 在ROS操作系統(tǒng)中提供了許多功能,例如路徑規(guī)劃,避障,三維感知等。
可能你會(huì)問為什么要出一個(gè)7自由度的機(jī)械臂呢?6個(gè)自由度的機(jī)械臂不已經(jīng)是模擬人們手臂的關(guān)節(jié)了嘛?接下來跟隨著我們一起來探討為什么要有7個(gè)自由度的機(jī)械臂。
6自由度的機(jī)械臂和7自由度的機(jī)械臂有什么區(qū)別?
接下來我們主要從四個(gè)方面來介紹6自由度的和7自由度的機(jī)械臂有什么區(qū)別。
自由度
顧名思義,從數(shù)量上七自由度的機(jī)械臂會(huì)比六自由度的機(jī)械臂多一個(gè)可以活動(dòng)的關(guān)節(jié)。在大多數(shù)情況下,一個(gè)六軸機(jī)械臂具有完成其任務(wù)所需的最小自由度,三個(gè)自由度用于空間位置定位,另外三個(gè)自由度用于末端執(zhí)行器的定位方向。而七軸機(jī)械臂是一個(gè)冗余的機(jī)器人,它同樣有3個(gè)軸用于定位,三個(gè)軸用于定向,多的一個(gè)軸通常用于提供更多的靈活性和運(yùn)動(dòng)自由度。(冗余機(jī)器人是指超過了完成特定的任務(wù)所需的最小的自由度的機(jī)器人)
復(fù)雜的動(dòng)作
這兩種機(jī)械臂最大的一個(gè)特點(diǎn)是,7軸機(jī)械臂可以在做一些復(fù)雜的動(dòng)作,保持末端的三維結(jié)構(gòu)不變的情況下變換到另一個(gè)構(gòu)型。而六軸機(jī)械臂是做不到的,六軸機(jī)械臂在同一個(gè)位置進(jìn)行工作的時(shí)候,有時(shí)候會(huì)整個(gè)機(jī)械臂扭到另一邊。
就如圖中所顯示的一樣,只是簡(jiǎn)單的平移一個(gè)位置,機(jī)械臂的整體會(huì)進(jìn)行一個(gè)大的結(jié)構(gòu)變化。這是因?yàn)?軸機(jī)械臂關(guān)節(jié)的限制所導(dǎo)致的一個(gè)結(jié)果。(圖中的是myCobot 280 一個(gè)六軸的機(jī)械臂)
我們?cè)倏磎yArm同樣的效果是怎樣的,保持機(jī)械臂末端的位置不進(jìn)行大幅的改變。
這個(gè)動(dòng)作是7軸機(jī)械臂能夠做到的特別的運(yùn)動(dòng)軌跡,另一種說法叫冗余機(jī)械臂,可以在保持末端坐標(biāo)位置的同時(shí),機(jī)械臂的整體可以進(jìn)行大幅度的改變,這是6軸機(jī)械臂做所不到的復(fù)雜動(dòng)作。還有一些特別的動(dòng)作是7軸才能夠完成的,例如下圖的伸縮的軌跡。這使得myArm可以在更狹窄,更復(fù)雜的環(huán)境中工作。
應(yīng)用的環(huán)境
六軸機(jī)械臂和七軸機(jī)械臂在大多數(shù)的場(chǎng)景下都能夠應(yīng)付,例如工業(yè)生產(chǎn),物流和倉儲(chǔ),醫(yī)療領(lǐng)域,研究和開發(fā),服務(wù)行業(yè),教育等場(chǎng)景。
但是在一些 特定的場(chǎng)景當(dāng)中使用7軸機(jī)械臂可以更加適合,主要是因?yàn)?軸機(jī)械臂有更大的靈活性和更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)能力。
復(fù)雜的路徑規(guī)劃:在需要機(jī)械臂沿著特定路徑(例如復(fù)雜的曲線或者在障礙物周圍)進(jìn)行精確移動(dòng)的情況下,7軸機(jī)械臂可能會(huì)比6軸機(jī)械臂更有優(yōu)勢(shì)。這是因?yàn)轭~外的關(guān)節(jié)可以提供更多的運(yùn)動(dòng)自由度,使機(jī)械臂能夠在更復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行操作。
空間的利用率:在空間有限的環(huán)境中,例如在緊湊的工作站或者擁擠的工廠環(huán)境中,7軸機(jī)械臂可以更好地利用空間,執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)。額外的關(guān)節(jié)可以使機(jī)械臂在執(zhí)行任務(wù)時(shí)采取更多的姿勢(shì),從而在有限的空間內(nèi)完成更多的工作。
精密操作:在需要進(jìn)行精密操作的應(yīng)用中,例如微創(chuàng)手術(shù)或者微電子設(shè)備的裝配,7軸機(jī)械臂可能會(huì)比6軸機(jī)械臂更有優(yōu)勢(shì)。額外的關(guān)節(jié)可以提供更精確的控制,使機(jī)械臂能夠進(jìn)行更精細(xì)的操作。
避障:7軸機(jī)械臂由于多出的一個(gè)自由度,使得在需要避開障礙物的場(chǎng)景中,7軸機(jī)械臂能夠更好地完成任務(wù)。例如,在復(fù)雜的工廠環(huán)境或者在需要避開人體進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)療環(huán)境。
控制和編程
控制
從正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來說,正運(yùn)動(dòng)學(xué)是給定指定的機(jī)械臂的關(guān)節(jié)角度,計(jì)算機(jī)械臂末端的位置和方向的過程 ,在6軸和 7軸機(jī)械臂中,正運(yùn)動(dòng)學(xué)都是相對(duì)直接的,可以通過幾何和三角函數(shù)來解決。
逆運(yùn)動(dòng)學(xué)是指給定機(jī)械臂末端的目標(biāo)位置和方向,計(jì)算需要的關(guān)節(jié)角度的過程。對(duì)于6軸機(jī)器人,逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題通常有唯一解(在某些特定位置可能有多解或無解)。然而,對(duì)于7軸機(jī)器人,由于有一個(gè)額外的自由度,逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題可能有無窮多個(gè)解。這就需要使用一些優(yōu)化方法或啟發(fā)式方法來選擇最優(yōu)的解,例如選擇最小化關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),避免關(guān)節(jié)極限,或者滿足其他一些特定的約束條件的解。所以會(huì)比六軸機(jī)械臂 要復(fù)雜的多。更多的自由度意味著需要更復(fù)雜的控制策略,設(shè)計(jì)和制造,計(jì)算需求等。
編程
mycobot280 有的編程環(huán)境,myArm300都能適配,他不僅僅支持ROS環(huán)境,還能通過python進(jìn)行控制,你完全可以選擇你熟悉的編譯平臺(tái),不需要在花費(fèi)大量的時(shí)間去進(jìn)行學(xué)習(xí)一門新的編譯語言。
大象機(jī)器人在最大的程度上提供了更用戶更多的可能??梢栽诟鞣N平臺(tái)上進(jìn)行開發(fā),開放了許多的控制接口,例如力矩,扭矩等參數(shù)。
總結(jié)
在對(duì)比六軸和七軸機(jī)械臂的性能和功能后,我們可以看到myArm 300 Pi七軸機(jī)械臂的出色之處。七軸機(jī)械臂的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是其增強(qiáng)的靈活性和自由度,這使得它可以在更復(fù)雜、更狹窄的環(huán)境中工作,執(zhí)行更為復(fù)雜的任務(wù)。相比之下,盡管六軸機(jī)械臂在許多應(yīng)用中已經(jīng)表現(xiàn)得足夠好,但在某些特定場(chǎng)景下,比如需要在狹窄空間內(nèi)進(jìn)行精細(xì)操作的情況,七軸機(jī)械臂的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)出來。
此外,myArm 300 Pi七軸機(jī)械臂的樹莓派控制主板、開放的控制接口和ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)使得它在編程靈活性和擴(kuò)展性方面超越了傳統(tǒng)的六軸機(jī)械臂。這些特性使得myArm 300 Pi不僅適用于傳統(tǒng)的機(jī)械操作任務(wù),也非常適合進(jìn)行高級(jí)的機(jī)器人研究和開發(fā)。
我們希望更多的用戶能用myArm創(chuàng)作出更加有趣,有意義的項(xiàng)目,如果你想了解更多關(guān)于myArm的信息請(qǐng)點(diǎn)擊連接,如果有提議的請(qǐng)?jiān)谙路搅粞?,如果喜歡這篇文章請(qǐng)給我們點(diǎn)贊!
審核編輯 黃宇
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