名称 |
功能参数 |
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智能科研移动平台 |
一、 作为一款面向科学研究的开发平台,主要工作在室内环境,其搭载的激光雷达可以通过SLAM技术对机器人的自身坐标进行定位。借助顶部的立体相机和机载的机械手臂,可以对室内桌面上的物体进行识别抓取,可以完成作业环境中的物品空间转移任务。在人机交互方面,通过搭载外置麦克风,可以进行语音指令识别,通过对话交流,广泛应用于机器人自主定位与导航研究;机器人视觉技术研究;基于语音识别的人机交互技术研究;基于肢体识别的人机交互技术研究;机械臂运动学研究;人工智能研究等领域,并进行开发。 二、 ★平台长510mm*宽590mm*高1300mm,主要机械结构分为科研底盘、升降机构、机械手臂和头部四个部分。 1. 底盘: 1) 采用★高级航空铝一体成型三轮全向式移动底盘,高强度铝合金骨架,部分承力结构使用钢制材料,★可负载100KG,最高速度5.5m/s,最大推力130牛,加速度2m/s²。全向轮采用铝合金轮毂,耐磨高摩擦力橡胶滚轮,可独立更换,橡胶滚轮内嵌滚珠轴承,具有优秀的高速运动特性。相比传统的双轮差动底盘,拥有更多的自由度。全向底盘可以在不改变朝向的情况下往水平平面上的任何方向移动,这在实现视觉识别和物品抓取时,可以减少机体位置调整的步骤,减少调节时间,提高效率。 2) 底盘采用分布式控制系统,采用总线通讯方式,三路底盘电机采用工业无刷伺服电机,嵌入式姿态感应系统。额定电压24V,功率≥300W,1024线光编码器,电机驱动总线控制智能伺服驱动器,具备性能高效控制协议,可将电机码盘、电流、力矩等信息实时反馈回上位机,高扩展性,★可支持有刷及无刷伺服电机单路驱动功率≥720W。 3) ★底盘上安装了一枚工业级激光雷达,该雷达的扫描角度为270°,角度精度0.5°,扫描距离为10米,测距精度1cm,可以很轻易的检测出周围的障碍物,★可以通过SLAM技术进行机器人的自身定位,为机器人的移动导航提供数据基础。 4) 底盘内置了一个三轴姿态测量系统,可以实时检测机体的朝向、翻滚及俯仰角度。为平台的导航及行进提供重要数据,并让平台在运动过程中发现倾倒风险,及时采取紧急措施。机体外壳安装橡胶防撞条,可极大缓冲高速运动中与其他物体的碰撞。 2. 升降机构: 平台的中段设计了一个驱动功率为150W的升降机构,机器人的上半身(包括机械臂和头部)可以在竖直方向上自由移动。 ★有效行程400mm,负载20KG,定位精度0.01mm。这为机器人识别和抓取不同高度桌面上的物体提供了便利 3. 械手臂: ★搭载了一条三自由度的机械手臂,臂长560mm,手臂的末端是一个闭合功能的手爪,可负载2KG。精度达1mm,手爪张开70mm,夹持力量20N。 机械手臂闲置时可以折叠收拢,避免触碰周围物体,需要进行物品抓取时再伸长展开,非常适合移动式的服务机器人应用。 4. 头部: ★头部安装了一台USB接口的、分辨率1920×1080、帧率30 fps的RGB-D立体相机,并有一个俯仰云台可以按照需要进行角度调节,可通过俯仰平台调节其视角,对准需要进行视觉识别的目标区域。立体相机可以输出RGB彩色视频流和Depth深度数据三维点云,通过OpenCV和PCL开源图像库,可以对目标物进行准确识别和定位,以便进行后续的机械臂抓取任务。立体相机采用广角镜头,其所见视野可以覆盖几乎整个机械手臂的活动区域,可以很方便的识别和定位作业范围内的目标物体,与机械手臂形成一个闭环操作。在人机交互方面,通过搭载外置麦克风,可以进行语音指令识别,通过对话交流,从人类操作员处获取任务信息 三、 软件系统采用Windows,平台附带Windows下的程序框架源码,可实现程序与硬件通讯。包括传感器数据的获取、底盘的运动、机体升降及机械臂控制提供完善的API接口,并提供相关的实验教程及开发指南。 ★机载PC采用 Intel I7处理器,4核4.0Ghz主频,8G DDR3内存,120G固态硬盘,配备802.11a/g/n无线网卡。 四、 通过该平台可以实现: 1) 通过SLAM创建环境地图并进行自定位; 2) 可在环境地图中设置移动目标点; 3) 可对环境地图中的移动目标点进行命名和位置调整; 4) 可在创建的环节地图中进行路径规划,使机器人自主移动到指定目标点; 5) 可让机器人在所有目标点之间便利移动; 6) 能语音识别预定义的指令; 7) 能将字符串转换成语音输出; 8) 能跟随主人移动; 9) 能对桌子上的物体进行空间坐标定位; 10) 能对桌子上的物体进行机械臂抓取操作; 11) 能将抓取到的物体运送到指定坐标点; 12) 能将抓取的物体递送给面前的人 |
可移动控制终端 |
i7-6500U,双核,8GB内存,2GB独立显卡,用于智能科研平台控制。 |
智能移动平台场地 |
根据竞赛情况,搭建标准赛场地,模拟现实场景搭建,包含桌子两个,椅子一个,行李床一个,简易茶几一个,电脑显示器一台,托盘2个,模拟水果若干,矿泉水瓶若干等。 |
双足类人机器人 |
1. 双足类人机器人具有16个自由度,采用了智能技术,通过无线传输,可以多个机器人同时进行表演,可以模拟人类的前进、后退、转弯、横向跨步、前滚翻、后滚翻、侧手翻、单腿支撑蹲起、倒立、做俯卧撑,伏地起身等各种各样的动作。通过随机器人硬件提供的配套操控软件,用户可以进行二次开发,用软件平台创意编写出许多个性化的有趣的组合动作。 2. 尺寸:肩宽9.0厘米 双臂伸平横向长度18.0厘米,直立高度 32.0厘米;重量:约1.2kg; 3. 步行速度:50mm/s; 4. 连接件:硬质铝镁合金; 5. 动作时间:平均1小时以上(非连续工作);供电模式:交直流两用;充电时间:约60分。 6. 性能参数: 可连接24个RC servo;具有Servo 伺服机参数设定功能; 具有40个Digital I/O、3个 PWM输出、8个A/D变换port; 可接4个陀螺仪 (Gyro); 装有压电式风鸣器bozzer,有6种音乐声效; a) 可以连接超声传感器、IR遥控器等;可外接LCD模块(选配); b) 高速串行通讯(UART) ; 7. 提供多种操作软件 ROBOBASIC/ROBO一种客户端的脚本语言/ROBOREMOCON。实验指导手册和光盘 |
表2 2018年设备投入情况
设备名称 |
主要性能参数 |
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名称:Q2智能车 |
★1、主控制器:采用基于Cortex-
M3内核的32位处理器,带有SPI接口,连接了工业级NRF2.4G芯片,无线控制; |
嵌入式移动开发平台 |
车体尺寸:414mm*246mm*120mm;车体重量:12kg;最大负载:20kg;手臂自由度:3自由度;长度:350mm关节最大工作角度:180°;最大夹取尺寸:50mm;驱动板主控芯片:STM32F429IGT6;驱动方式:通过八总线缓冲器sn74ahc244驱动MOS管BTN7971B来对电机进行控制;开发板主控芯片:STM32F429IGT6;开发板与驱动板通信方式:CAN总线;通信模块:无线模块:nRF24L01+ 蓝牙:BK3231;显示屏:5寸串口屏;分辨率:800*400;触摸方式:电阻式触摸;通信接口:USART串行接口;工作电压:5V;FLASH空间:16M;RAM空间:2048BYTE;电机:涡轮蜗杆编码减速电机;额定转矩:8.0kg/cm;额定转速:174rpm;额定电压:24V;减速比:1:36;轮子:麦克拉姆轮 3英寸;最大负载20kg;传感器:超声波传感器HC-SR04;语音:MP3模块 BY8001;电源:额定电压:24V;最大电流:5.4A;电池容量:2600maH |
机械臂 |
1、主控制器:采用基于Cortex- M3内核的32位处理器,带有SPI接口,连接了工业级NRF2.4G芯片; |
AELOS机器人(教育版)(型号:AL-JY-C1.C) |
1、体型参数:尺寸:346mm*224mm*118mm;重量:1.8kg;材质:铝合金,ABS; |
ARTrobot-Drive |
1、车身尺寸:地盘直径356*190mm; |
足球机器人标准平台 |
1、外观结构:直径不小于170mm,高度不低于145mm重量约为2660g,万向车轮4个,控球驱动电机1个,电磁铁击球装置1个。采用基于Cortex™-M4内核的32位处理器:瑞士进口三项无刷电机,高精度磁电编码器,速度PID闭环控制; |
表3 2020年设备投入情况