德國(guó)易格斯IGUS

德國(guó)易格斯IGUS塑料產(chǎn)品元件仿生機(jī)器人關(guān)節(jié)。
北京精益福泰機(jī)電機(jī)械有限公司權(quán)威介紹一下機(jī)器人及動(dòng)物仿生物關(guān)節(jié)理念：
經(jīng)過(guò)不斷研究和開(kāi)發(fā)的 roboIink®
易格斯提供成套的組件以供應(yīng)設(shè)計(jì)和組裝機(jī)械手。大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)成熟利用這些關(guān)節(jié)手組件去設(shè)計(jì)組裝他們客戶(hù)化系統(tǒng)。
這個(gè)成套組件就是 roboIink® ，其主要部件有：
·先驅(qū)動(dòng)1個(gè)或2個(gè)自由度（DOF）關(guān)節(jié)
·電動(dòng)抓手
·直驅(qū)關(guān)節(jié) roboIink® D
·開(kāi)放軟件 IME (動(dòng)作編程器)
主要的部件是工程塑料且由激光燒結(jié)技術(shù)制成（SLS），內(nèi)置模塊和高分子材料部件。

理念
roboIink® 源自仿生學(xué)理念，于2009年申請(qǐng)?；A(chǔ)關(guān)節(jié) RL-50-001 可向人體肘部一樣進(jìn)行擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，且由線驅(qū)動(dòng)。這意味著驅(qū)動(dòng)器可以與關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)分離，這就使得關(guān)節(jié)輕盈（一個(gè) 2 DOF 的關(guān)節(jié)僅重350g）。

不同的關(guān)節(jié)
目前，有7種關(guān)節(jié)可供選擇。7種關(guān)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)大量的組合。擺動(dòng)的角度是靈活可變的且可靈活選擇擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。RL-90-BL1適用于高載情況。

機(jī)械手
工程塑料 roboIink® 關(guān)節(jié)手利用鋁合金管進(jìn)行連接，這樣也使得我們可以更加靈活的進(jìn)行客戶(hù)化設(shè)計(jì)。為了減輕機(jī)械手的重量，我們還提供碳纖維或者加強(qiáng)版的塑料連接管。驅(qū)動(dòng)繩通過(guò)機(jī)械手內(nèi)部布線，還有特殊設(shè)計(jì)的 Bowden 線槽。這樣的設(shè)計(jì)大大增加了我們從1 DOF 的靈活性。

驅(qū)動(dòng)繩
產(chǎn)品采用 DYNEEMA® 直徑 2 mm 剛性繩作為驅(qū)動(dòng)繩，該繩能夠承受 4000 N 的拉力。剛性繩安裝通過(guò)夾具實(shí)現(xiàn)。這樣的設(shè)計(jì)可以使電機(jī)與關(guān)節(jié)手的重量輕盈（0.3-1.9kg/系統(tǒng)）且靈活。

編碼器
為了使關(guān)節(jié)手的運(yùn)動(dòng)更加，我們?cè)陉P(guān)節(jié)中使用磁增量編碼器來(lái)控制精度，而不是在電機(jī)中。我們使用霍爾傳感器控制零位和 A/B 信號(hào)的增量編碼器控制位置。編碼器的分辨率為 4500 tics/rev 。

抓手
機(jī)械手可連接諸如抓手、吸盤(pán)、攝像器材、感應(yīng)器等附件。
常用的末端附件是抓手，無(wú)論是啟動(dòng)的還是電動(dòng)的。抓手的品牌有很多，比如：Fes-to® 、Gimatic® 和 Schunk® 。這些品牌的抓手能夠很容易的應(yīng)用到我們的
roboIink® 系統(tǒng)中。易格斯也提供簡(jiǎn)單可行的電抓手解決方案：工作電壓24 V 的2或3爪子抓手。

基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)
易格斯roboIink®關(guān)節(jié)大扭矩為5-20 N·m 。每個(gè)關(guān)節(jié)的重量在235g（1DOF）和 1250g（基礎(chǔ)關(guān)節(jié)）之間。每個(gè)關(guān)節(jié)允許的速度和加速度因每個(gè)關(guān)節(jié)的低自重保證下可以達(dá)到很高。但是如果是多軸機(jī)械手，高速會(huì)導(dǎo)致抖動(dòng)，這就是為什么多軸機(jī)械手我們建議 5-10 循環(huán)/分鐘的運(yùn)行速度（具體情況而定）。關(guān)節(jié)中角度編碼器的精度是0.07°。末端精度能達(dá)到2-3mm，這在低速運(yùn)動(dòng)下會(huì)更高。單獨(dú)的每個(gè)關(guān)節(jié)的承載可達(dá)2-5kg（取決于連接管長(zhǎng)度），多軸機(jī)械手系統(tǒng)的承載在1kg以?xún)?nèi)，佳表現(xiàn)在500g以?xún)?nèi)。roboIink®系統(tǒng)的壽命受剛性繩限制，但剛性繩可更換。

6 DOF roboIink® 標(biāo)準(zhǔn)連接管長(zhǎng)度：
重量：1900 g（僅僅是機(jī)械手重量）
臂展：800 mm
承載：500 g
速度：5-10循環(huán)/分鐘
精度：2-3 mm
壽命：1000000次循環(huán)（壽命受剛性繩限制，但剛性繩可更換）

驅(qū)動(dòng)模組（進(jìn)步電機(jī)）
易格斯在 DryLin®E 系統(tǒng)中對(duì)步進(jìn)電機(jī)成功且成熟的應(yīng)用使得我們?cè)?roboIink® 機(jī)械手中也應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)作為一個(gè)解決方案。當(dāng)然，伺服電機(jī)、直流電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)也可以應(yīng)用的。為了提高步進(jìn)電機(jī)的輸出扭矩，我們提供兩種類(lèi)型的減速器。我們管這個(gè)叫驅(qū)動(dòng)模組，當(dāng)電機(jī)和減速器組合起來(lái)組合后，我們將有幾個(gè)驅(qū)動(dòng)模組的構(gòu)成的箱子叫驅(qū)動(dòng)單元（詳見(jiàn)附圖）。
我們有兩種規(guī)格的步進(jìn)電機(jī)可供選擇：
·NEMA17 適配 1:35 的減速機(jī)，100W / 14Nm / 10rpm （適用于 4 DOF 以下產(chǎn)品）。
·NEMA23 適配 1:16 的減速機(jī)，250W / 25Nm / 20rpm （通常適配 4-6 DOF 產(chǎn)品）。

我們標(biāo)準(zhǔn)的 6 DOF 驅(qū)動(dòng)單元是為 NEMA23 電機(jī)設(shè)計(jì)的。線纜的連接通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元外殼上的 25 pin 大小的接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)關(guān)節(jié)的編碼器線纜是通過(guò)另一個(gè) 50 pin 大小的連接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有的電機(jī)和編碼器線纜易格斯均可提供。

控制組件（硬件）
roboIink® 關(guān)節(jié)手系統(tǒng)可以成套的提供給客戶(hù)，但是控制軟件不包含在內(nèi)。這就是說(shuō)客戶(hù)可以自由的選用自己合適的控制軟件。很多的步進(jìn)電機(jī)軟件諸如 SPC 、PLC 等可供工業(yè)用解決方案選擇。教學(xué)解決方案可選擇 mathIab 、ROS 、Iabview 等等。我們可提供 6 DOF 的成套系統(tǒng)包括電機(jī)和線纜。

控制軟件
roboIink®有內(nèi)部使用控制系統(tǒng)。其包含 Nanotec 步進(jìn)電機(jī)控制軟件和 Crumb 2560 AT 微芯片。該控制軟件用 RS485 總線，該總線通過(guò) Crumb 微芯片通過(guò) USB 進(jìn)行傳輸。對(duì)該硬件配置，易格斯提供一個(gè)開(kāi)放控制軟件IME .該軟件有波恩大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)院研發(fā)。這是一個(gè)獨(dú)立的專(zhuān)為 roboIink® 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單編輯演示軟件且可應(yīng)用與單一關(guān)節(jié)。

應(yīng)用案例
仿生機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、助力系統(tǒng)、人機(jī)互動(dòng)系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、攝影器材、感應(yīng)定位等。

基于人體行為特征的roboIink® 關(guān)節(jié)手（由位于漢諾威的萊布尼茲大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化學(xué)研究院）。

roboIink® 優(yōu)勢(shì)：

更輕
關(guān)節(jié)手重量在0.3-1.9 kg 之間

結(jié)構(gòu)更緊湊
2 DOF 的關(guān)節(jié)（可做擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）

更靈活
驅(qū)動(dòng)方式多樣化：電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)、手動(dòng)等

可實(shí)現(xiàn)模塊化
個(gè)性化的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)理念

更安全
由線驅(qū)動(dòng)的軟關(guān)節(jié)手，物理安全性更高

可水下應(yīng)用
關(guān)節(jié)水中無(wú)電機(jī)，所以可實(shí)現(xiàn)水下運(yùn)動(dòng)

新品roboIink® D系統(tǒng)
為了提高roboIink®產(chǎn)品的承載且增加roboIink?的精度，易格斯正在進(jìn)行第二次理念的研發(fā)，稱(chēng)之為 roboIink® D (直驅(qū)關(guān)節(jié))，電機(jī)在新品中直接配置到關(guān)節(jié)中。該產(chǎn)品的主要構(gòu)件是：igus? PRT 回轉(zhuǎn)環(huán)、新研發(fā)的渦輪（原料是igIidur?工程塑料）、一個(gè)塑料外殼和電機(jī)（同樣是 NEMA17 和 NEMA23 步進(jìn)電機(jī)）。目前三種規(guī)格的ro-boIling?D 關(guān)節(jié)可以選擇：20規(guī)格、30規(guī)格、50規(guī)格，由PRT的內(nèi)徑尺寸定義。折合線驅(qū)動(dòng)的roboIink?關(guān)節(jié)類(lèi)似。

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