机械臂和机械手-告诉您ITMO大学机器人实验室的工作

在ITMO大学中,以控制系统和信息学系(SUII)为基础,开设了一个机器人实验室。 我们将介绍在其墙壁内正在进行的项目,并展示工具:工业机器人操纵器,机器人夹持设备,以及使用水面机器人模型测试动态定位系统的设备。



专业化


机器人实验室属于ITMO大学最古老的系,称为“控制系统和计算机科学”。 她于1945年出现。 该实验室本身于1955年成立-然后处理水面舰艇的测量和参数计算的自动化问题。 后来,方向范围扩大了:添加了控制论,CAD和机器人技术。

如今,实验室正在改进工业机器人。 员工可以解决与人机交互相关的问题-他们开发可控制机器人强度的安全控制算法,还可以开发可与人并肩执行任务的协作机器人。

该实验室还开发了用于遥控机器人组的替代方法,并创建了可重新配置以在线执行新任务的软件算法。

专案


已经从大型公司购得了许多实验室机器人系统,这些系统用于研究或工业目的。 设备的一部分是员工研发的。

在后者中,可以区分具有两个自由度的Stuart机器人平台 。 学术装置的设计旨在测试控制算法,以将球保持在场地中心(您可以在此视频中看到正在运行的系统)。



机器人综合体由一个矩形平台组成,该平台带有一个确定球坐标的电阻式传感器基板。 驱动轴通过旋转接头固定在其上。 这些驱动器根据通过USB从计算机接收的控制信号来改变平台的角度,并且不允许球滚滚。



该综合大楼有附加的伺服器,负责补偿干扰。 为了操作这些驱动器,实验室工作人员开发了特殊的算法,可以“消除”各种干扰,例如振动或风。

此外,在实验室的机器人园区中,有一个KUKA youBot研究设施,它是一个五连杆机械臂,安装在带有全向轮的移动平台上。



KUKA youBot测试了用于跟踪运动目标的自适应控制算法。 他们使用基于数码相机和视频处理程序的视觉系统。 该项目的基础是由实验室人员进行的非线性系统自适应控制领域的研究。

控制算法用于补偿作用在机器人连杆上的外部影响。 结果,该机器能够将作业工具保持在空间中的固定点,并使其沿给定的轨迹稳定地移动。

基于KUKA youBot机器人实施的项目的一个示例是无传感器的力矩感应 。 我们与英国公司TRA Robotics共同开发了一种算法,无需使用昂贵的扭矩传感器,就可以评估作业工具与环境之间的相互作用力。 这使机器人无需借助外部系统即可执行更复杂的操作。



实验室中机器人安装的另一个示例是FESTO机器人视觉单元 。 该复合体用于模拟生产中的技术操作,例如焊接。 为了实现这种情况,提出了运动计划的任务:模拟焊接工具绕过金属零件的轮廓。

另外,该单元配备了视觉系统,能够解决按颜色或形状对零件进行分类的任务。



该项目基于FESTO机器人视觉单元机器人单元和三菱RV-3SDB工业机器人,解决了运动计划的任务。

编程复杂路径时,它有助于简化操作员与机器人控制器交互的过程。 想法是使用位图中显示的轮廓自动编程机器人工具的运动。 将文件上传到系统就足够了,该算法将独立安排必要的参考点并编译程序代码。



在实践中,所得溶液可用于雕刻或绘图。

我们在频道上播放了一段视频 ,其中“机器人艺术家”描述了普希金(A. S. Pushkin)的肖像。 而且,该技术可用于焊接形状复杂的零件。 实际上,这是一个机器人复合体,可以解决实验室条件下的工业问题。



实验室还有一个三指式抓具,在手指的内表面装有压力传感器。

当重要的是精确控制抓地力以避免损坏时,这种设备可以处理易碎物品。



该实验室具有水面机器人的机器人模型,旨在测试动态定位系统。

该模型配备了多个执行驱动器,以及用于传输控制信号的无线电通信硬件。



在实验室房间里有一个游泳池,在该游泳池上检查了控制算法的运行情况,该算法用于保持小艇模型的位置并补偿纵向和横向位移。

当前,计划组织一个大型池,用于复杂情况下的大规模测试。



与合作伙伴和计划一起工作


我们的合作伙伴之一是英国TRA Robotics公司。 我们一起致力于为数字制造企业改进工业机器人控制算法。 在这样的企业中,整个生产周期:从开发到工业产品制造,将由机器人和AI系统执行。

其他合作伙伴还包括Elektropribor公司,我们正在一起开发机电一体化和机器人系统。 我们的学生帮助解决仪器,软件开发和生产任务方面的问题。

我们还与通用汽车合作 ,我们与InfoWatch 合作 开发机器人技术。 此外,实验室工作人员与Navis JSC公司密切互动,该公司实施用于开发水面舰船动态定位系统的项目。

青年机器人实验室是在ITMO大学的基础上运营的,在那里,小学生为世界级的比赛做准备。 例如,2017年,我们的团队在哥斯达黎加赢得了世界机器人奥林匹克大赛的冠军 ,而在2018年夏季,我们的学生在全俄奥林匹克运动会上为小学生赢得 两项大奖。

我们计划吸引更多的行业合作伙伴,并教育年轻的俄罗斯科学家。 也许他们会开发这样的机器人,以有机地补充人们的生活,并在企业中执行更多例行和危险的任务。

ITMO大学其他实验室的照片游览:

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN441458/


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