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基于双臂遥操作的机械手抓取在实际场景中的应用与项目感悟

时间:2019-03-05 16:30  编辑:眼爆科技

作者:任赜宇

关于Centauro(半人马)机器人,大家可能已经从外文IEEE Spectrum和国内机器人大讲堂的如下这两篇文章中有所了解:

Centauro: A New Disaster Response Robot From IIT

链接:https://dwz.cn/RZDQACXm

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这篇文章的话,主要是介绍和展示一下Centauro机器人在装上机械手后,我们做的一些初步基于双臂遥操作的机械手抓取和操作工作。

同时作者会分享一下在实际项目中的心得体会,即在真实环境里的应用上,我们还需要面对什么样的挑战——即使是在科研中早已被做得很成熟的双臂遥操作和机械手抓取,在处理实际问题时,也是捉襟见肘的。

双臂遥操作

首先简要介绍一下我们的双臂遥操作是基于:

用户端:虚拟现实设备(VR)+可穿戴外骨骼设备(Exo-Skeleton)

机器人端:视觉设备(LiDAR+Point Grey Camera+Kinect)+带力反馈的关节驱动器

外骨骼设备记录操作人员的双臂+手指的运动轨迹,进而传输给机器人进行运动控制,而机器人本身则给予外骨骼设备一定的信息反馈如:机器人受外界碰撞的力反馈与各关节的极限运动位置等。同时,通过用户端的虚拟现实设备和机器人端的视觉设备,操作人员共享机器人端的视觉情况,相关如下图:

可穿戴外骨骼设备为WRES,详情见文末参考文献【1】

我们做双臂遥操作的动机是:面对复杂、多变的人类生活以及灾后救援环境,现阶段机器人自主决策层面的AI是远远不够用的。因此,整体机器人的操作权限移归人类(驾驶员)所有,而被控制的机器人只是具体动作的执行者,极其适合灾后救援等不适合人类进入的场景应用。

装上双手的Centauro机器人

Centauro机器人在这里是需要有相应的手部抓取和操作任务的,因此双臂末端安装了相应的机械手,如下图:

因为基于现阶段的技术水平,机械手设计缺乏通用的解决方案,所以我们在这里安装了不同原理的机械手,以适应多样的抓取需求:

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