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工業(yè)機器人內(nèi)部系統(tǒng)組成介紹,輪式機器人方案分享

8Upu_Interflow ? 2018-10-20 10:22 ? 次閱讀
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近年來工業(yè)機器人供應量在大多數(shù)行業(yè)都呈現(xiàn)出上漲的態(tài)勢。而服務(wù)機器人發(fā)展歷史較短。其在功能上的主要不同體現(xiàn)在兩個方面:一是與人的溝通協(xié)作;二是在復雜環(huán)境下代替人的部分工作。隨著IT技術(shù)的高速發(fā)展,我們已經(jīng)進入了全力打造智能型機器人的全新時代。 2015年世界智能型機器人市場約為269億美元,今后10年間,CAGR(年平均成長率)同比增長9%,至2025年世界機器人市場將高達669億美元。過去以制造業(yè)現(xiàn)場工廠自動化為主要應用領(lǐng)域,但目前機器人應用范圍在逐漸增加,應用領(lǐng)域已經(jīng)涉及醫(yī)療、物流家庭等服務(wù)行業(yè)。機器人(robot)一詞,最早出現(xiàn)在1920年捷克科幻作家恰配克的《羅索姆的萬能機器人》中,原文作“Robota”,后來成為英文中通行的 “Robot”。更科學的定義是1967年由日本科學家森政弘與合田周平提出的:“機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動 性、奴隸性等7個特征的柔性機器?!眹H機器人聯(lián)合會將機器人分為兩類,工業(yè)機器人和服務(wù)機器人。工業(yè)機器人是“一種應用于工業(yè)自動化的, 含有三個及以上的可編程軸的、自動控制的、可編程的、多功能執(zhí)行機構(gòu),它可以是固定式的或移動式的”。服務(wù)機器人則是“一種半自主或全自主工作的機器人, 它能完成有益于人類健康的服務(wù)工作,但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備”。從定義可見,分類的標準是機器人的應用場合。一般的機器人都由機械結(jié)構(gòu)、控制驅(qū)動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、交互系統(tǒng)等部分組成。

一、基于 Rockchip RK3288 的新一代機器人大腦解決方案1、功能框圖

二、基于 NXP LPC54102和 Toshiba TMPM375FSDMG的輪式機器人方案1、功能框圖

三、基于NXP低功耗藍牙控制的機器人設(shè)計方案Bluetooth? Low Energy (BLE)控制的機器人參考設(shè)計采用FRDM-KW40板和Pololu Zumo機器人開發(fā),并且可以通過手機APP控制。BLE控制的機器人基于KineTIs KW40Z片上系統(tǒng)(SOC),該系統(tǒng)包括一個ARM? Cortex? M0+處理器,并配有面向BLE和802.15.4的2.4 GHz無線電。它采用HID over GATT配置文件實施,用作人機接口設(shè)備。該軟件提供的特性包括:BLE數(shù)據(jù)到手機app的傳輸、電機控制和電池監(jiān)測,等等。1、低功耗藍牙控制的機器人系統(tǒng)框圖

特性多協(xié)議無線電方面:符合2.4 GHz Bluetooth Low Energy V4.1符合IEEE Std. 802.15.4-2011標準典型的接收靈敏度(BLE) = -91 dBm典型的接收靈敏度(802.15.4) = -102 dBm發(fā)射輸出功率可設(shè)置:-20 dBm至+5 dBm內(nèi)核和存儲器方面:高達48 MHz ARM? Cortex-M0+內(nèi)核片上160 KB閃存片上20 KB SRAM

功耗低,工作電壓范圍:9個低功耗模式,根據(jù)應用需求提供優(yōu)化的電源典型接收/發(fā)送電流(直流/支持直流): 6.5 mA / 8.4 mA旁路電壓:1.71V至3.6VDCDC轉(zhuǎn)換器降壓配置:2.1V至4.2VDCDC轉(zhuǎn)換器升壓配置:0.9V 至1.795V模擬模塊:16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC)12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC)6位高速模擬比較器(CMP)安全性:AES-128加速器(AESA),真隨機數(shù)發(fā)生器(TRNG)

支持軟件:BLE主機協(xié)議棧和配置文件、802.15.4 MAC和SMACKinetis?軟件開發(fā)套件(SDK)FreeRTOS內(nèi)核和裸機非搶占任務(wù)調(diào)度器小結(jié)在危險環(huán)境中的應用和成為人們工作生活的助手是未來機器人發(fā)展的兩大趨勢。當然了,要讓機器人真的像人一樣工作,成為人的助手,還具有相當大的挑戰(zhàn)性。首先,需要解決機器人在復雜環(huán)境中的運動能力。其次,提升感知和決策能力。對無人車來說,速度快是主要特點之一。如何在高速運動時,對時刻變化的環(huán)境做出合適的反應,決定了無人車的安全性,也是無人車產(chǎn)業(yè)化的最大障礙之一。眾所周知,機器感知和決策的方式完全不同于人類,人類的感知具有極強的選擇性,先前景后背景、先動態(tài)后靜態(tài)、先非常態(tài)后常態(tài)等原則, 讓人能夠迅速地在復雜環(huán)境中發(fā)現(xiàn)目標。這種能力是非常值得機器人研究和效仿的??傊?,近年來市場對機器人的需求持續(xù)攀升,各國政府、相關(guān)研究機構(gòu)和企業(yè),都非常重視機器人技術(shù)的發(fā)展,投入了大量的資源,機器人技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)良好態(tài)勢。而機器人技術(shù)中的高精尖問題,更激發(fā)著全球眾多優(yōu)秀的機器人研發(fā)團隊不斷創(chuàng)新,開拓進取。在未來,機器人必將成為日常生活中必不可少的工具,帶給人們更加舒適便捷的生活。

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原文標題:智能機器人完整解決方案

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