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控制系統:智能機器人的神經(jīng)系統

來(lái)源:中國平安證券      編輯:創(chuàng )澤      時(shí)間:2023/7/26      主題:其他   [加盟]

控制系統是機器人的神經(jīng)系統,用于控制驅動(dòng)系統完成對應運動(dòng)。在機器人中,控制系統根據指令及傳感信息,向驅動(dòng) 系統發(fā)出指令,控制其完成規定的運動(dòng)?刂葡到y主要由控制器(硬件)和控制算法(軟件)組成。

主流的工業(yè)機器人廠(chǎng)商通常自行開(kāi)發(fā)控制器。對于工業(yè)機器人而言,控制器是其核心的組成部分,因此現有的主流工業(yè) 機器人廠(chǎng)商會(huì )不同程度地自行開(kāi)發(fā)控制系統?刂葡到y主要參與者包括兩類(lèi):一類(lèi)是主流的大型機器人廠(chǎng)商,自主研發(fā) 控制器和控制算法,包括ABB、KUKA、發(fā)那科、國內的埃斯頓等;另一類(lèi)則是專(zhuān)業(yè)的控制系統廠(chǎng)商,單d售賣(mài)控制器, 提供可擴展和二次開(kāi)發(fā)的硬件和軟件平臺,包括KEBA、貝加萊、倍福、國內的固G科技、英威騰、雷賽智能等。

人形機器人主要參與者公開(kāi)信息不多,我們尚不了解其采用的控制器方案,未來(lái)將持續關(guān)注相關(guān)信息。供應鏈方面,目 前人形機器人生產(chǎn)規模較小,未來(lái)進(jìn)入量產(chǎn)階段后,控制器將采用自產(chǎn)或外購定制尚不明朗,有待持續追蹤。

現階段機器人控制器類(lèi)型及特點(diǎn)

PLC

系統簡(jiǎn)單、可靠性G、體積小、環(huán)境適應性強,但不支持先進(jìn)復 雜的算法,不滿(mǎn)足多軸聯(lián)動(dòng)等復雜運動(dòng)軌跡

PC-Based

系統通用性強、可拓展性強,能滿(mǎn)足復雜運動(dòng)算法要求,抗干擾 能力強、開(kāi)放性強,可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和編程(語(yǔ)言除了傳統PLC 語(yǔ)言,還包括C++、Basic等語(yǔ)言)

專(zhuān)用控制

集成度G,性能穩定,滿(mǎn)足某個(gè)特定行業(yè)使用(早期用于機床L 域,后來(lái)在機械、工業(yè)機器人L域大范圍使用),價(jià)值較G




  



智能服務(wù)機器人三種驅動(dòng)系統優(yōu)缺點(diǎn)比較

電機驅動(dòng)控制手段先進(jìn),速度反饋容易,絕大部分機器人使用電機驅動(dòng);液壓驅動(dòng)體積小重量輕,是機器人Atlas使用的驅動(dòng)方案;氣動(dòng)驅動(dòng)安全性高,應用于仿生機器人等

智能服務(wù)機器人的動(dòng)力裝置-驅動(dòng)系統

根據能量轉換方式的不同,機器人的驅動(dòng)方式可分為電機驅動(dòng)、液壓驅動(dòng)、氣動(dòng)驅動(dòng)等;現有的絕大多數人形機器人采用電機驅動(dòng)

仿人形機器人核心零部件:零部件數量更多,質(zhì)量要求更高

仿人形機器人既需要極強的運動(dòng)控制能力,其核心 構成包括驅動(dòng)裝置(伺服系統+減速器),控制裝置(控制器)和各類(lèi)傳感器,數量和質(zhì)量要求可能更高

人形機器人技術(shù)進(jìn)展小結,續航1-3小時(shí),行走3km/h

現階段的人形機器人已經(jīng)可以穩定地雙足行走,實(shí)現了自動(dòng)導航避障功能,可以基于感知信息進(jìn)行一定程度的自主行動(dòng)

物流領(lǐng)域應用的人形機器人Digit 可以拿起和堆疊18kg重的箱子

人形機器人Digit主要為物流場(chǎng)景設計,可以拿起和堆疊18kg重的箱子,進(jìn)行移動(dòng)包裹、卸貨等工作, “最后一 公里”配送功能也正在開(kāi)發(fā)當中

國產(chǎn)仿人服務(wù)機器人優(yōu)必選Walker 主打家庭服務(wù)功能

復雜地形自適應平穩快速行走 U-SLAM視覺(jué)導航自主路徑規劃 手眼協(xié)調操作精準靈活服務(wù) 多模態(tài)情感交互仿人共情表達 動(dòng)態(tài)足腿控制自平衡抗干擾

韓國HUBO:直腿行走是亮點(diǎn),曾獲DARPA機器人挑戰賽冠軍

機器人HUBO以直腿態(tài)行走,更接近人的步態(tài);全身有34個(gè)自由度,左右手分別有3,4個(gè)手指,可以操縱方向盤(pán),攀爬梯子等,超過(guò)Atlas贏(yíng)得了DARPA機器人挑戰賽冠軍

波士頓動(dòng)力Atlas:為運動(dòng)而生,世界前沿的機器人研發(fā)平臺

波士頓動(dòng)力公司致力于研發(fā)具有靈活運動(dòng)能力的多足機器人,主要包括四足機器狗Spot(用于工業(yè)巡檢等場(chǎng)景)和帶機械臂的移動(dòng)機器人Stretch

仿人機器人技術(shù)難點(diǎn):高精尖技術(shù)的綜合,運動(dòng)控制和人工智能是兩大核心

仿人機器人的機械構造,驅動(dòng)和控制的復雜程度都遠高于現有的機器人;實(shí)現一定程度的認知和決策智能,尚需要人工智能軟硬件(大腦)的高度發(fā)展

特斯拉Optimus機器人的視覺(jué)方案

頭部使用三顆Autopilot 攝像頭作為感知系統,Left/RightPillarCamera左肩/右肩攝像頭和FisheyeCamera 中央魚(yú)眼攝像頭,提供大于180度體前場(chǎng)景覆蓋,

小米 CyberOne機器人的視覺(jué)方案

CyberOne機器人搭載的Mi-Sense深度視覺(jué)模組,產(chǎn)品在測量范圍內精度高達1%,滿(mǎn)足激光安全 Class1 標準,擁有完整的三維空間感知能力

優(yōu)必選WALKERX機器人的視覺(jué)方案

WALKERX采用基于多目視覺(jué)傳感器的三維立體視覺(jué)定位,采 Coarse-to-fine的多層規劃算法,實(shí)現動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下全局最優(yōu)路徑自主導航
 
資料獲取
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