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LGGY-BL23X型人形機器人七軸手臂科研應(yīng)用

品牌：理工偉業(yè) 咨詢電話：010-82827827 82827835

一、人形七軸手臂的功能特點

本方案所涉及的產(chǎn)品和科研應(yīng)用場景，均以人形七軸手臂為核心。七軸手臂相比六軸而言，在運動過程中沒有奇異點，可以非常流暢的到達空間中的任意位置，從而盡可能還原人類手臂的運動模式。

1.完全擬人形態(tài)

2.一控二機器人控制器

3.雙臂協(xié)同與深度視覺

4.電子皮膚

5.開源控制算法

二、動態(tài)軌跡跟蹤與目標捕獲系統(tǒng)

1.產(chǎn)品概述

該系統(tǒng)主要面向手臂靈巧控制技術(shù)的研發(fā)，以設(shè)計一款可靈活捕獲用戶拋出的球體的系統(tǒng)為應(yīng)用場景。

2.主要技術(shù)參數(shù)

（1）平臺結(jié)構(gòu)：碳鋼鈑金側(cè)板和底板，加固處理，內(nèi)部可安裝運算單元、電氣系統(tǒng)和其他部件；

（2）平臺拓展有移動導(dǎo)軌，通過IO口控制，支持水平方向的快速移動；

（3）移動導(dǎo)軌：運行負載：≥30kg；重復(fù)定位精度：≤土0.1mm；最大運行速度：≥200mm/s；

（4）移動導(dǎo)軌上安裝1臺七軸手臂和高幀率深度視覺系統(tǒng)，手臂可在平臺上執(zhí)行動態(tài)軌跡跟蹤與目標捕獲任務(wù)；

（5）運算單元：CPU：i7 11代及以上；內(nèi)存：16G及以上；硬盤：512G及以上；顯存：8G及以上獨立顯存；

（6）手臂為擬人結(jié)構(gòu)，包含肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)，其中肩關(guān)節(jié)3個自由度、肘關(guān)節(jié)2個自由度、腕關(guān)節(jié)2個自由度，共7個自由度；

（7）手臂長度：≥750mm，有效工作半徑：≥450mm；

（8）手臂自重：≤12kg，最大負載≥5kg；

（9）手臂重復(fù)定位精度：±1mm；

（10）具備實時構(gòu)建環(huán)境三維點云信息功能：視覺系統(tǒng)可對環(huán)境中的目標進行三維建模，生成三維點云信息，并分析目標姿態(tài)和與機械臂的距離；

（11）具備基于視覺的目標捕獲功能：視覺系統(tǒng)可獲取機器人前方的實時畫面，當用戶拋出球體等目標時，視覺系統(tǒng)可實時完成目標的捕獲，并啟動手臂開啟抓取模式；

（12）具備基于軌跡預(yù)測的目標跟蹤功能：視覺系統(tǒng)可結(jié)合實時變化的圖像信息分析物體的運動軌跡，并對其全局軌跡進行預(yù)測，從而引導(dǎo)手臂完成捕獲前的準備；

（13）具備機器人空中動態(tài)目標實時捕獲功能：手臂可根據(jù)視覺系統(tǒng)反饋的目標軌跡和距離，實時控制移動導(dǎo)軌的運動方向，并調(diào)節(jié)手臂末端的空間姿態(tài)，當目標到達手臂末端時，可自動捕獲目標物體，支持捕獲如乒乓球、網(wǎng)球、皮球等不少于三種彈性物體。

三、人形機器人手眼協(xié)同開發(fā)平臺

1.產(chǎn)品概述

該系統(tǒng)主要面向手眼協(xié)同技術(shù)的研發(fā)，以設(shè)計一款通過深度相機的目標位姿分析實現(xiàn)手臂自主抓取的平臺為應(yīng)用場景。該場景的特點在于，相比傳統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場的相機從頂部垂直向下俯拍安裝，或者復(fù)合機器人的相機水平向前拍攝安裝的方式，該平臺的深度相機為30°～60°可調(diào)式安裝，從而高度還原人的眼睛觀察世界的角度，具有更加實際的應(yīng)用價值。

2.主要技術(shù)參數(shù)

（1）平臺結(jié)構(gòu)：碳鋼鈑金側(cè)板和底板，加固處理，內(nèi)部可安裝運算單元、電氣系統(tǒng)和其他部件；

（2）平臺上方安裝T型支架，手臂以吊裝形式安裝在支架一側(cè)，支架上可固定深度相機，滿足各項手眼協(xié)同任務(wù)的開發(fā)需求；

（3）深度相機為斜向俯視角度安裝，與水平方向夾角30°～60°可調(diào)，高度還原人眼與手臂的相對位姿，可進行平臺目標識別與手臂的引導(dǎo)控制；

（4）運算單元：CPU：i7 11代及以上；內(nèi)存：16G及以上；硬盤：512G及以上；顯存：8G及以上獨立顯存；

（5）手臂為擬人結(jié)構(gòu)，包含肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)，其中肩關(guān)節(jié)3個自由度、肘關(guān)節(jié)2個自由度、腕關(guān)節(jié)2個自由度，共7個自由度；

（6）手臂長度：≥750mm，有效工作半徑：≥450mm；

（7）手臂自重：≤12kg，最大負載≥5kg；

（8）手臂重復(fù)定位精度：±1mm；

（9）具備實時構(gòu)建環(huán)境三維點云信息功能：視覺系統(tǒng)可對平臺上的目標進行三維建模，生成三維點云信息，并分析目標姿態(tài)、距離；

（10）具備視覺引導(dǎo)手臂抓取功能：深度視覺系統(tǒng)通過手眼標定，可向手臂發(fā)送目標姿態(tài)、位置、距離等信息，引導(dǎo)手臂進行精準抓?。?/span>

（11）提供不少于3個AI+3D視覺協(xié)同控制案例，至少包含：螺絲刀抓取、膠帶抓取、純凈水瓶抓取，且所有案例均要求在視覺系統(tǒng)斜向俯視角度安裝的方式下完成；

（12）提供基于語音控制的手眼協(xié)同產(chǎn)品分類案例：根據(jù)用戶語音發(fā)出的產(chǎn)品分類需求，機器人通過算法分析，將物料筐中的產(chǎn)品依次取出，按照類別有序的擺放于操作平臺上，比如螺絲刀（不少于2把）、膠帶（不少于3卷）、U盤（不少于2個）等；

（13）提供基于語音控制的的產(chǎn)品組裝案例：根據(jù)用戶語音發(fā)出的產(chǎn)品組裝需求，機器人通過算法分析，從操作平臺上的物料筐中挑選出指定的零部件，組裝為指定的產(chǎn)品，比如軸承零部件、筆筒零部件等，并組裝為對應(yīng)的產(chǎn)品。

四、人形手臂實時防碰撞路徑規(guī)劃平臺

1.產(chǎn)品概述

該系統(tǒng)主要面向手臂實時防碰撞與路徑規(guī)劃技術(shù)的研發(fā)，以設(shè)計一款可對手臂與抓取目標之間的障礙物進行實時分析，自主規(guī)劃抓取路徑并繞過該障礙物的機器人系統(tǒng)。

2.主要技術(shù)參數(shù)

（1）平臺結(jié)構(gòu)：碳鋼鈑金側(cè)板和底板，加固處理，內(nèi)部可安裝運算單元、電氣系統(tǒng)和其他部件；

（2）平臺上方一側(cè)安裝三層貨架，另外一側(cè)安裝不少于3個位置可調(diào)的障礙物，通過在貨架上和障礙物后方放置目標物體，構(gòu)建人形手臂實時防碰撞進行路徑規(guī)劃的抓取場景；

（3）深度相機為2臺，分別安裝于人形手臂末端和障礙物上方，用于對環(huán)境變化進行感知，引導(dǎo)手臂進行障礙規(guī)避和路徑規(guī)劃；

（4）運算單元：CPU：i7 11代及以上；內(nèi)存：16G及以上；硬盤：512G及以上；顯存：8G及以上獨立顯存；

（6）手臂長度：≥750mm，有效工作半徑：≥450mm；

（7）手臂自重：≤12kg，最大負載≥5kg；

（8）手臂重復(fù)定位精度：±1mm；

（9）具備實時構(gòu)建環(huán)境三維點云信息功能：視覺系統(tǒng)可對平臺上的目標和障礙物進行三維建模，生成三維點云信息，并分析目標姿態(tài)、距離，障礙物的位置、尺寸大??；

（10）具備運動學正逆解功能：手臂開放從底層驅(qū)動到上層運動建模與控制的源代碼，可進行基礎(chǔ)運動學正逆解模型的搭建，并在此基礎(chǔ)上進行路徑規(guī)劃；

（11）具備實時無碰撞路徑規(guī)劃功能：通過平臺集成的深度視覺系統(tǒng)，獲取手臂周圍的多維環(huán)境感知數(shù)據(jù)，當手臂在運動過程中遇到障礙物時，可根據(jù)預(yù)先學習的避障策略，結(jié)合當前障礙物的位置和形狀等信息，自動決策出最佳的避障動作（如減速、繞行、暫停等）；

（12）提供貨架商品自主抓取路徑規(guī)劃應(yīng)用開發(fā)案例：在貨架的三層分別放置一個商品，手臂末端深度相機實時獲取商品的位置，計算出最佳的抓取路徑，引導(dǎo)手臂依次將商品取出，放置到平臺，并實時規(guī)避與貨架的碰撞；

（13）提供障礙物阻擋下的目標抓取應(yīng)用開發(fā)案例：在三個障礙物的后方分別放置一個純凈水瓶或球體，確保障礙物位于手臂和目標之間，此時，通過頂部深度相機對環(huán)境的三維點云分析和建模，計算出可行的避障路線，進而為手臂規(guī)劃最佳的抓取姿態(tài)，直至依次完成三個目標的抓取。

五、咖啡制作機器人

1.產(chǎn)品概述

人形機器人在商業(yè)場景中的應(yīng)用和探索越來越廣泛，比如巡檢、配送、問診、接待等，而“咖啡制作”作為一個典型的商業(yè)應(yīng)用，具有廣泛的推廣潛力。本產(chǎn)品采用人形七軸手臂開發(fā)，通過打造“咖啡制作”這一高交互性的應(yīng)用場景，可以面向機器人、自動化及人工智能相關(guān)學科構(gòu)建“產(chǎn)教研融合”創(chuàng)新平臺。

2.主要技術(shù)參數(shù)

（1）平臺結(jié)構(gòu)：碳鋼鈑金側(cè)板和底板，加固處理，內(nèi)部可安裝運算單元、電氣系統(tǒng)和其他部件；

（2）平臺上方安裝有七軸手臂、咖啡機、牛奶機、紙杯存儲單元、顯示屏等設(shè)備，可實現(xiàn)全自動的咖啡制作流程；

（3）咖啡機：全自動咖啡機，支持多種預(yù)設(shè)飲品配方，具備自動清洗功能，可通過通訊接口與機器人聯(lián)動控制；

（4）牛奶機：全自動牛奶機，根據(jù)用戶口味需要在咖啡中添加牛奶，可通過通訊接口與機器人聯(lián)動控制；

（5）紙杯存儲單元：采用立式多層結(jié)構(gòu)，可容納≥100個紙杯，支持機器人順暢夾取，具備余量檢測和防卡杯設(shè)計；

（6）深度相機安裝于機器人手臂末端，用于對環(huán)境進行感知，引導(dǎo)手臂進行路徑規(guī)劃，完成咖啡的全自動制作；

（7）運算單元：CPU：i7 11代及以上；內(nèi)存：32G及以上；硬盤：1T及以上；顯存：24G及以上獨立顯存；

（8）顯示屏：10寸以上觸摸屏，采用IPS硬屏，用于訂單管理和用戶操作；

（9）手臂為擬人結(jié)構(gòu)，包含肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)，其中肩關(guān)節(jié)3個自由度、肘關(guān)節(jié)2個自由度、腕關(guān)節(jié)2個自由度，共7個自由度；

（10）手臂長度：≥750mm，有效工作半徑：≥450mm；

（11）手臂自重：≤12kg，最大負載≥5kg；

（12）手臂重復(fù)定位精度：±1mm；

（13）平臺需部署AI大語言模型，無需聯(lián)網(wǎng)，支持在本地進行復(fù)雜語音和文本指令的識別和分析；

（14）平臺內(nèi)置語音識別模塊，可實現(xiàn)語音喚醒、識別、語義理解和交互對話功能，支持用戶通過語音下單；

（15）支持模糊語義解析（如“濃一點的冰拿鐵半糖”），支持語音播報制作進度（如“預(yù)計等待30秒”），異常情況提示（如“牛奶不足”）；

（16）提供語音下單咖啡制作應(yīng)用開發(fā)案例：用戶通過語音指令選擇咖啡品類（如美式、拿鐵）、濃度、是否加奶等需求，咖啡機根據(jù)品類需求控制水溫，機械臂抓取杯子承接咖啡液，同步完成牛奶定量注入，放置至取餐臺。

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