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复合机器人是什么?从一段实拍视频,看懂移动、避障与物料取放

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视频样机与下文介绍的 FBOT13B 属于同系列、不同配置。理解视频中的动作,有助于认识工作原理;具体性能则要查看对应型号的规格。

复合机器人文章

这段锐曼复合机器人实拍视频,呈现了复合机器人的两个重要任务:移动到需要它的位置,并在那里操作物体。

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视频样机与下文介绍的 FBOT13B 属于同系列、不同配置。理解视频中的动作,有助于认识工作原理;具体性能则要查看对应型号的规格。

复合机器人,“复合”在哪里?

复合机器人将移动底盘、机械臂和末端工具等组合在一起。各部分承担不同职责:

组成部分主要作用
移动底盘将机器人送到不同工位
机械臂调整末端的位置与姿态,完成接近、取放等动作
夹爪或其他末端工具与物体直接接触,完成夹持或操作
视觉及其他传感器提供环境、障碍物或目标物体的信息
升降机构在配有该机构的型号上,调整机械臂的安装高度
控制系统协调移动、感知与操作的先后顺序

固定安装的机械臂,其服务范围受安装位置和臂展影响。加入移动底盘后,机械臂能够前往不同位置执行任务。因此,复合机器人常被用于研究和开发多工位取送、设备上下料等移动操作应用。

自主导航与避障,是怎样配合的?

自主导航需要解决三个问题:机器人现在在哪里,目标在哪里,以及怎样到达目标。传感器提供周围环境的信息,软件据此进行定位、规划路线并控制车辆运动。这也是移动机器人导航中定位、规划和控制各环节的基本分工。Nav2 导航概念

避障则关注路线附近发生的变化。例如,一名工作人员临时经过,机器人需要根据障碍物位置、距离和当前状态作出响应。

响应方式可以包括减速、停车等待或重新规划路线。视频中标注的“识别后再次停下”,展示了停车响应这一环节。观察避障时,除了看机器人能否继续行驶,也要关注它怎样处理前方有人、通道被占用等情况。

到达工位后,为什么还需要视觉和机械臂配合?

移动到工位,只是完成物料操作的一部分。

假设机器人需要从桌面取走一个零件,系统还需要确定零件的位置、夹爪的接近方向,以及抓取后怎样抬起和退出。机械臂负责调整位置与姿态,夹爪负责接触和夹持,视觉则可以为目标定位提供信息。

3D相机能够提供深度信息,帮助系统描述物体与周围环境的空间关系。但从获得图像到完成抓取,还需要目标识别、坐标转换、动作规划和执行反馈等环节。机器人抓取通常也会区分接近、夹持、抓取后退出和放置等阶段。MoveIt 抓取与放置说明

这也解释了为什么夹爪需要结合工件选择:物体的形状、表面材质、重心和摆放方式,都会影响抓取方案。

以 FBOT13B 为例,认识一种带升降机构的配置

根据复合机器人规格书及此前确认的信息,FBOT13B 集成了激光SLAM导航底盘、升降导轨、机械臂、三指灵巧手和3D相机。

项目FBOT13B 配置
导航方式激光SLAM
机械臂7自由度,工作半径610 mm
机械臂额定负载5 kg,属于机械臂部件指标
机械臂重复定位精度±0.05 mm
末端夹爪三指灵巧手,9自由度
升降导轨有效行程1200 mm
3D相机双目结构光,工作距离0.2~2.5 m
使用时长约2 h,规格书未注明载荷条件
补能方式自动回充、手动充电

规格来源:复合机器人|REEMAN 锐曼

其中,机械臂负责姿态调整,升降导轨负责改变机械臂的安装高度。两者配合,可以为不同高度的操作需求提供配置基础。

阅读这些参数时,有三个区别需要理解:

  • 机械臂额定负载与工件重量不同。 实际可抓取的工件,还需要结合夹爪、末端附件及具体姿态核对。
  • 升降行程与最高取放高度不同。 1200 mm表示导轨的有效运动行程,最终作业高度还与安装位置、机械臂姿态和末端工具有关。
  • 机械臂重复定位精度与整机操作精度不同。 ±0.05 mm属于机械臂指标;实际取放还会受到底盘停靠、视觉定位、标定和工件状态等因素影响。

一次工位取送任务,怎样串起这些能力?

可以设想这样一个任务:机器人从工位A取走零件,再送到工位B。

首先,移动底盘将机械臂送到取件位置附近;随后,系统根据工件位置确定操作目标。配有升降机构的型号,可以调整机械臂高度,再由机械臂和夹爪配合完成取件。确认取件状态后,机器人将末端与工件调整到适合移动的姿态,前往下一工位,再执行放置。

这是一种通用任务流程,实际实现要结合具体配置和工件验证。部署到现场时,还需要测试取件失败、工件偏位、人员临时挡路和电量不足等情况,并明确系统如何处理异常、何时需要人工介入。

常见问题

复合机器人的型号是什么,由哪些部分组成?

锐曼复合机器人的型号为 FBOT13B,集成移动底盘、升降导轨、7 自由度机械臂、三指灵巧手和 3D 相机,面向室内多工位轻小件操作,可用于物料取送、工位接驳及设备上下料等应用。其他底盘、机械臂或控制主机组合属于需要单独确认配置的定制需求。

FBOT13B 的电池规格和使用时长是多少?

FBOT13B 使用磷酸铁锂电池,规格为 25.6 V / 25 Ah,使用时长约 2 小时。该时长未注明载荷和任务条件,实际续航需结合工况核对。可选双电池扩展,扩展后的续航需按具体配置确认。

FBOT13B 的机械臂额定负载是多少?

FBOT13B 的机械臂额定负载为 5 kg,属于机械臂部件指标。实际可抓取的工件重量,还需结合夹爪、末端附件和机械臂姿态核对。夹爪的 6 kg 抓握负载、升降导轨的 25 kg 最大负载分别属于对应部件,不能作为整机抓取能力。

FBOT13B 配备几自由度机械臂?

FBOT13B 配备 7 自由度机械臂,并另有升降导轨。机械臂的 7 个自由度与升降机构分别描述。

机械臂可以上下升降吗,升降导轨参数是多少?

可以。FBOT13B 升降导轨的有效行程为 1200 mm,最大负载为 25 kg,最大滑动速度为 1 m/s,升降精度为 1 mm。有效行程表示导轨的运动范围,最终抓取高度还与安装位置、机械臂姿态和末端工具有关。

FBOT13B 当前配备什么夹爪?

FBOT13B 配备三指灵巧手,具有 9 自由度,采用电机驱动。工件适配需结合形状、表面材质、重心和摆放方式验证。

FBOT13B 的 3D 相机有哪些公开参数?

FBOT13B 的 3D 相机采用双目结构光,深度图像分辨率最高为 1024 × 768,工作距离为 0.2~2.5 m,接口为 USB 2.0 Type-C。

FBOT13B 采用什么导航方式和激光雷达类型?

FBOT13B 采用激光 SLAM 导航。配置资料列明的雷达为单线激光雷达,波长为 905 nm,工作区域为 270°。

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