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LGGY-BL23X型人形機(jī)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(diǎn)
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(yùn)動(dòng)過程中沒有奇異點(diǎn)，可以非常流暢的到達(dá)空間中的任意位置，從而盡可能還原人類手臂的運(yùn)動(dòng)模式。
1.完全擬人形態(tài)
2.一控二機(jī)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(dòng)態(tài)軌跡跟蹤與目標(biāo)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(jì)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(tái)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(yùn)算單元、電氣系統(tǒng)和其他部件；
（2）平臺(tái)拓展有移動(dòng)導(dǎo)軌，通過IO口控制，支持水平方向的快速移動(dòng)；
（3）移動(dòng)導(dǎo)軌：運(yùn)行負(fù)載：≥30kg；重復(fù)定位精度：≤土0.1mm；最大運(yùn)行速度：≥200mm/s；
（4）移動(dòng)導(dǎo)軌上安裝1臺(tái)七軸手臂和高幀率深度視覺系統(tǒng)，手臂可在平臺(tái)上執(zhí)行動(dòng)態(tài)軌跡跟蹤與目標(biāo)捕獲任務(wù)；
（5）運(yùn)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(dú)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(gè)自由度、肘關(guān)節(jié)2個(gè)自由度、腕關(guān)節(jié)2個(gè)自由度，共7個(gè)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(fù)載≥5kg；
（9）手臂重復(fù)定位精度：±1mm；
（10）具備實(shí)時(shí)構(gòu)建環(huán)境三維點(diǎn)云信息功能：視覺系統(tǒng)可對環(huán)境中的目標(biāo)進(jìn)行三維建模，生成三維點(diǎn)云信息，并分析目標(biāo)姿態(tài)和與機(jī)械臂的距離；
（11）具備基于視覺的目標(biāo)捕獲功能：視覺系統(tǒng)可獲取機(jī)器人前方的實(shí)時(shí)畫面，當(dāng)用戶拋出球體等目標(biāo)時(shí)，視覺系統(tǒng)可實(shí)時(shí)完成目標(biāo)的捕獲，并啟動(dòng)手臂開啟抓取模式；
（12）具備基于軌跡預(yù)測的目標(biāo)跟蹤功能：視覺系統(tǒng)可結(jié)合實(shí)時(shí)變化的圖像信息分析物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，并對其全局軌跡進(jìn)行預(yù)測，從而引導(dǎo)手臂完成捕獲前的準(zhǔn)備；
（13）具備機(jī)器人空中動(dòng)態(tài)目標(biāo)實(shí)時(shí)捕獲功能：手臂可根據(jù)視覺系統(tǒng)反饋的目標(biāo)軌跡和距離，實(shí)時(shí)控制移動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)方向，并調(diào)節(jié)手臂末端的空間姿態(tài)，當(dāng)目標(biāo)到達(dá)手臂末端時(shí)，可自動(dòng)捕獲目標(biāo)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(jī)器人手眼協(xié)同開發(fā)平臺(tái)
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(jì)一款通過深度相機(jī)的目標(biāo)位姿分析實(shí)現(xiàn)手臂自主抓取的平臺(tái)為應(yīng)用場景。該場景的特點(diǎn)在于，相比傳統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場的相機(jī)從頂部垂直向下俯拍安裝，或者復(fù)合機(jī)器人的相機(jī)水平向前拍攝安裝的方式，該平臺(tái)的深度相機(jī)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(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
2.主要技術(shù)參數(shù)
（1）平臺(tái)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(yùn)算單元、電氣系統(tǒng)和其他部件；
（2）平臺(tái)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(jī)，滿足各項(xiàng)手眼協(xié)同任務(wù)的開發(fā)需求；
（3）深度相機(jī)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(jìn)行平臺(tái)目標(biāo)識(shí)別與手臂的引導(dǎo)控制；
（4）運(yùn)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(dú)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(gè)自由度、肘關(guān)節(jié)2個(gè)自由度、腕關(guān)節(jié)2個(gè)自由度，共7個(gè)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(fù)載≥5kg；
（8）手臂重復(fù)定位精度：±1mm；
（9）具備實(shí)時(shí)構(gòu)建環(huán)境三維點(diǎn)云信息功能：視覺系統(tǒng)可對平臺(tái)上的目標(biāo)進(jìn)行三維建模，生成三維點(diǎn)云信息，并分析目標(biāo)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(biāo)定，可向手臂發(fā)送目標(biāo)姿態(tài)、位置、距離等信息，引導(dǎo)手臂進(jìn)行精準(zhǔn)抓??；
（11）提供不少于3個(gè)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(jī)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(tái)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(gè)）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(jī)器人通過算法分析，從操作平臺(tái)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(shí)時(shí)防碰撞路徑規(guī)劃平臺(tái)
1.產(chǎn)品概述
該系統(tǒng)主要面向手臂實(shí)時(shí)防碰撞與路徑規(guī)劃技術(shù)的研發(fā)，以設(shè)計(jì)一款可對手臂與抓取目標(biāo)之間的障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，自主規(guī)劃抓取路徑并繞過該障礙物的機(jī)器人系統(tǒng)。
2.主要技術(shù)參數(shù)
（1）平臺(tái)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(yùn)算單元、電氣系統(tǒng)和其他部件；
（2）平臺(tái)上方一側(cè)安裝三層貨架，另外一側(cè)安裝不少于3個(gè)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(biāo)物體，構(gòu)建人形手臂實(shí)時(shí)防碰撞進(jìn)行路徑規(guī)劃的抓取場景；
（3）深度相機(jī)為2臺(tái)，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(jìn)行感知，引導(dǎo)手臂進(jìn)行障礙規(guī)避和路徑規(guī)劃；
（4）運(yùn)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(dú)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(gè)自由度、肘關(guān)節(jié)2個(gè)自由度、腕關(guān)節(jié)2個(gè)自由度，共7個(gè)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(fù)載≥5kg；
（8）手臂重復(fù)定位精度：±1mm；
（9）具備實(shí)時(shí)構(gòu)建環(huán)境三維點(diǎn)云信息功能：視覺系統(tǒng)可對平臺(tái)上的目標(biāo)和障礙物進(jìn)行三維建模，生成三維點(diǎn)云信息，并分析目標(biāo)姿態(tài)、距離，障礙物的位置、尺寸大??；
（10）具備運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解功能：手臂開放從底層驅(qū)動(dòng)到上層運(yùn)動(dòng)建模與控制的源代碼，可進(jìn)行基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解模型的搭建，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行路徑規(guī)劃；
（11）具備實(shí)時(shí)無碰撞路徑規(guī)劃功能：通過平臺(tái)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(dāng)手臂在運(yùn)動(dòng)過程中遇到障礙物時(shí)，可根據(jù)預(yù)先學(xué)習(xí)的避障策略，結(jié)合當(dāng)前障礙物的位置和形狀等信息，自動(dòng)決策出最佳的避障動(dòng)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(gè)商品，手臂末端深度相機(jī)實(shí)時(shí)獲取商品的位置，計(jì)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(tái)，并實(shí)時(shí)規(guī)避與貨架的碰撞；
（13）提供障礙物阻擋下的目標(biāo)抓取應(yīng)用開發(fā)案例：在三個(gè)障礙物的后方分別放置一個(gè)純凈水瓶或球體，確保障礙物位于手臂和目標(biāo)之間，此時(shí)，通過頂部深度相機(jī)對環(huán)境的三維點(diǎn)云分析和建模，計(jì)算出可行的避障路線，進(jìn)而為手臂規(guī)劃最佳的抓取姿態(tài)，直至依次完成三個(gè)目標(biāo)的抓取。
五、咖啡制作機(jī)器人
1.產(chǎn)品概述
人形機(jī)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(gè)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(jī)器人、自動(dòng)化及人工智能相關(guān)學(xué)科構(gòu)建“產(chǎn)教研融合”創(chuàng)新平臺(tái)。
2.主要技術(shù)參數(shù)
（1）平臺(tái)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(yùn)算單元、電氣系統(tǒng)和其他部件；
（2）平臺(tái)上方安裝有七軸手臂、咖啡機(jī)、牛奶機(jī)、紙杯存儲(chǔ)單元、顯示屏等設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的咖啡制作流程；
（3）咖啡機(jī)：全自動(dòng)咖啡機(jī)，支持多種預(yù)設(shè)飲品配方，具備自動(dòng)清洗功能，可通過通訊接口與機(jī)器人聯(lián)動(dòng)控制；
（4）牛奶機(jī)：全自動(dòng)牛奶機(jī)，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(jī)器人聯(lián)動(dòng)控制；
（5）紙杯存儲(chǔ)單元：采用立式多層結(jié)構(gòu)，可容納≥100個(gè)紙杯，支持機(jī)器人順暢夾取，具備余量檢測和防卡杯設(shè)計(jì)；
（6）深度相機(jī)安裝于機(jī)器人手臂末端，用于對環(huán)境進(jìn)行感知，引導(dǎo)手臂進(jìn)行路徑規(guī)劃，完成咖啡的全自動(dòng)制作；
（7）運(yùn)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(dú)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(gè)自由度、肘關(guān)節(jié)2個(gè)自由度、腕關(guān)節(jié)2個(gè)自由度，共7個(gè)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(fù)載≥5kg；
（12）手臂重復(fù)定位精度：±1mm；
（13）平臺(tái)需部署AI大語言模型，無需聯(lián)網(wǎng)，支持在本地進(jìn)行復(fù)雜語音和文本指令的識(shí)別和分析；
（14）平臺(tái)內(nèi)置語音識(shí)別模塊，可實(shí)現(xiàn)語音喚醒、識(shí)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(diǎn)的冰拿鐵半糖”），支持語音播報(bào)制作進(jìn)度（如“預(yù)計(jì)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(jī)根據(jù)品類需求控制水溫，機(jī)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(tái)。
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