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智想做一个比较小的机械臂终采用了0齿隙谐波减速器的步进电机单次驱动效果是这样的

来源:IT之家 2021-10-09 23:16   阅读量:19273   

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别人的国庆,硬生生造出了一个钢铁侠的机械臂!

还是来自华为的天才少年智,还是他迄今为止参与过的最复杂的项目。

来,秀——,缝葡萄:

葡萄包扎后,原来是裂成一个小口,变成了这样:

画一把:的钥匙。

以上所有流程都可以在卫生间远程实时完成!

它的名字也很有趣——叫做假人

毕竟头上戴着哔哩哔哩野铁人光环的智惠均说,这是他最复杂的项目,硬核程度绝对不仅限于此。

事实是,——机械臂,里里外外,都是智制造的!

结果很自然,弹幕又被网友刷疯了,去感受这种感觉:

甚至内部人士给出了惊人的:

真正的机械臂应该是什么样子。

智想打造的机械臂有多种交互模式。

比如用力反馈抓手代替刚才机械臂的末端,就会变成可以在几秒钟内夹住薯片的机械臂:

除了力反馈抓手,如果换成不同的效应器,可达到的效果也会不同。

安装激光即可实现立体雕刻。

如果你安装一个刷子,你可以画画和书法。

安装一个可以用作6轴雕刻机的小主轴。

以上所有节目都是——同步真人!

除此之外,智还做出了许多不同的互动方式。

比如结合前沿技术,增强现实——真的指哪里玩。

还有一种方法是通过教学设备打开它。

这个教学装置也是智制造的。用他的话说,就是:

哪里有我,哪里就有屏幕。

这是智设计的无线智能终端,也是这个机械臂的伴侣。

它可以通过低功耗的蓝牙与机械臂连接,连接后可以实时显示机械臂的各种状态信息,切换各种功能。

当然,智也做了一个比较死的图形化方式。

极客的两种方法,都是通过串口和命令行,还有一些。

这个狂野的钢铁侠机器人手臂是如何炼成的。

如何打造钢铁侠的机械臂。

这只看起来很酷的手是一个小而高精度的6轴机械臂。

总体来说,机械臂的构建主要分为4个部分:机械臂设计,闭环伺服,控制器和空间定位装置,分别对应机器人的躯干,心脏,小脑和眼睛。

机械臂设计是指机械臂的躯干,是使机械臂稳定运动的必要步骤,包括机械分析,外观设计,材料选择等。

当然,这里的设计没那么容易仅版本就有:的150多个版本

为了保证稳定性,廉价性和美观性,最终机械臂本体采用铝制CNC加工,装饰采用3D打印。

其中CNC部分是UP西克大师智做的,他要求家里有工厂拆机帮你西克。这八块金属一共花了半个月:

最后被设计成酱姨,且不说还挺好看的。

闭环伺服,即机械手的心脏,用来为机械手工作提供动力。

具体来说,软件包括FOC算法,绝对值编码器放大器,PID算法,CAN总线通信协议等部分,硬件方面,除了电机等材料的选择,还包括散热等细节。

一般来说,机械臂会使用无刷伺服电机,但这里真的很笨重。

由于智想做一个比较小的机械臂,最终采用了0齿隙谐波减速器的步进电机,单次驱动效果是这样的:

由于是6轴机器人,整体采用了6个步进电机和6个谐波减速器,通过软件设计构成了机械臂的心脏。

控制器是指机械臂的小脑,用于控制机械臂的运动,实现各种功能。

除了原则上的运动学和动力学分析,还需要在硬件和软件上掌握额外的斜线技能,如电路设计,通信和电源管理。

事实上,这个机械臂上有多达12个微控制单元。

其中,主控制器和电机伺服驱动器(支持CAN总线amp动力单元设计如下:

至于电路设计,比预想的要复杂毕竟要实现上述多控功能,除了命令行控制,还需要考虑蓝牙和无线通信的相关软硬件

是的,除了有线控制,蓝牙,WiFi,2.4G也可以控制这个机械臂~

最后是空间定位装置,即机械臂的眼睛,用于机械臂看和操作待完成的任务。

这包括我们常用的双目视觉算法,AHRS系统和力传感系统,所有这些都是在这一步完成的。

没错,智设计的机械臂不仅仅是输入任务并完成的简单操作,更是一个真正能多角度接收任务并实时处理的智能机械手。

简单来说就是用双目视觉算法识别,然后用AI算法实现手势估计等操作:

安装在机械臂上后,手可以根据人体动作完成一系列复杂的操作:

当然,经过软件去抖,运动范围重映射,扭矩增强等操作后,机械臂就可以完成了。

比手精度更高的操作。

最后,就是将这几部分的软件算法和硬件组装起来,进行调试:

最后的成品效果是这样的,非常灵动:

那么,这台机械臂究竟能达到一个什么水平呢。

成本控制在 1 万以内

众所周知,机械臂的价格会伴随着精度的提升蹭蹭上涨。

一台质量比较好的,精度为 0.6mm 的工业 6 轴机械臂,价格会达到几万元左右,而精度在 0.02mm 左右的四大家族的工业机械臂,价格单位则直接涨到了几万美元。

从稚晖君测试结果来看,精度为 0.01mm 的百分表,进行末端重复精度测量,精度直接达到了 0.02mm 左右:

这样的精度,按理说机器人的价格也不菲。

可是,据稚晖君表示,Dummy 的整体硬件成本,计算下来不到 1 万元!

当然,稚晖君也适当地节省了成本,包括谐波减速器和机械臂本体,就都是二手的。

除此之外,据稚晖君表示,这台机械臂本身体积也很小,所以运动范围和精度也相应变小和变高了。

这样的机械臂,究竟可以用在哪里呢。

大胆想象一下,未来如果继续提升精度,远程手术也未尝不可:

还有网友更具体地设想了一下使用场景:

即使在偏远的地方,各地大医院的医生也能通过远程手术,同步实现救人,或是利用智能程序设定,实现简单的缝皮等操作,为医生节省更多时间。

对于项目本身,有网友调侃开源一下脑子:

也有一些科技区 UP 的梦幻联动:

当然,我们也知道,稚晖君已经于去年年底加入了华为天才少年。

而这次稚晖君的项目,操作系统和 AI 计算平台也分别都用上了华为鸿蒙和昇腾 Atlas 处理器。

就在 8 月 2 日,任正非还在题为「江山代有才人出」的演讲中表扬了稚晖君的项目,指出这是华为创新的动力:

但对于 2012 实验室,公司从未给过你们过多约束比如,有人研究自行车的自动驾驶,公司没有约束过他

我们要生产自行车吗没有啊这是他掌握的一把手术刀,或许以后会发挥什么作用,产生什么巨大的商业价值

接下来,稚晖君计划将项目进行整理后开源,目前已经在 GitHub 上放了一个坑。

对自制机械臂感兴趣的小伙伴,可以不定期去蹲一蹲了~

One More Thing

此次制作的项目,其实也是稚晖君给自己的一份生日礼物。

在此祝上真挚的生日祝福~

项目地址:

稚晖君机械臂视频:

参考链接:

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