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“蛇形机器人”的内部构造打开后,大开眼界!

 长庆wcqjs 2022-11-29 发表于上海


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正是因为这一点,机器人可在危险和难以到达的密封区域,进行检查,维修和清洁,引起了GE的兴趣。2017年6月份,GE航空集团宣布,收购英国老牌机器人制造商OC Robotics,该公司制造的可以在密闭和危险区域使用的蛇形机器人,如果将这种机器人,应用在GE航空航天、建筑、核能、石化和安全等多个行业,不仅效率提高,更能保证人员安全。

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今天想跟大家分享一下这种蛇形机器人的内部构造,希望能对大家拓展机器人的设计思路有帮助。

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虽然这款机器人里没有那么多电子器件,但看起来还是很酷的。

这是一个非常早期的"蛇臂"机器人,由英国OC机器人公司设计和制造。它被用在2004年一个核电站的维修项目中,从那以后一直被储存着,最近它被决定拆除,在这个过程中拍了一些照片,就是大家看到的这些。

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基本上,它是一堆柔性的关节,这里一共有11个,形成"蛇"的形态——也有点像人类的脊椎。然后,三根不锈钢缆绳被固定在这11节的每一节的"末端",通过滑轮系统穿过前面的每一节,最后会固定到一组执行器上。通过收/放钢丝绳可以控制蛇的"曲率"变化。

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是不是很酷!

"蛇"被放置在了杆子的顶部,杆与一个垂直的滑道相连,你可以手动调整高度,这主要是为了降低运输和储存的整体高度而设计的。

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当所有电缆的另一端进入机器底部时……

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并且是分布布置的……

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一直延伸到一排执行机构:

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打开盖子会看到所有的驱动器,每个驱动器都有专用的伺服控制器:

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每个执行器都是铰链的方式固定在基座上,电缆进入驱动器内。这样使得执行机构可以折叠起来:

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在这,我们可以看到电缆实际来自于左手边的蛇形机器人,并分成两列驱动器。注意看钢丝绳如何通过轴最后到惰轮:

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这些驱动器真的设计的很精巧。看着这些实物,还是花了几分钟来弄清楚它们是如何工作的。马达采用的MAXON RE40, 150W驱动一个14:1的蜗轮蜗杆减速器,牢牢地附着在蜗轮的输出轴上的是两个带轮。

2100mm长的环形AT5带通过执行机构运行,并与"穿梭滑块"相连,通过滑轮的排列提供了进一步的2:1的减速比。沿着传送带在致动器内部的路径,它看起来就像"穿梭滑块"永远不会移动,似乎就好像传送带只会"循环"在致动器内部,而不会实际拉动"穿梭滑块"向任何一个方向。

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最巧妙的地方也是让"穿梭滑块"真正移动的地方,是蜗轮输出的两个驱动带轮中的一个比另一个多出一颗牙齿。这使得每转一圈,皮带传动进给的一侧比另一侧多出5mm的皮带,因为皮带轮的比例是2:1,所以使"梭子"移动2.5mm。总而言之,它需要28转才能移动"航天飞机"5毫米。

我以前见过一些皮带驱动的线性驱动器,但没有像这样的。每个驱动器有自己的伺服驱动器,也自定义设计的应用程序。驱动器的电源电压是48V DC,它们通过CAN总线连接到控制系统。

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这个就没什么特别的了。电源在右上角,保险丝,39uF。T2/T3是h桥的两个低侧开关,每个脚的低侧有30mOhm电流感应电阻。LS7166-S 24位正交计数器处理编码器。

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板子的另一侧,89C51CC01自带CAN控制器,MCP2551 CAN转换开关,78L05调节器,TL431基准,桥的两个顶部侧面开关和HIP4081A桥驱动IC。还有另一个大盒子,里面有一个1.1kW的48VDC开关电源,一个24VDC辅助电源,安全继电器,接触器等。

用户界面是标准Windows XP PC,通过以太网与"工业PC"的PC104堆栈通信。"工业PC"然后处理can总线和一些离散的I/O信号。

该机器人由bog标准手柄控制器控制。你操纵蛇的"头",而蛇的身体随你移动(当然是在一定范围内)。移动的路径已被记录,因此您可以轻松地回放该路径。

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