TC-Cgbot雙臂機(jī)器人科教平臺(tái)
產(chǎn)品概述:
TC-Cgbot是一款專注于室內(nèi)應(yīng)用研究的自主移動(dòng)雙臂機(jī)器人,可完美的應(yīng)用于教育研究、健康護(hù)理以及智能家居等科研領(lǐng)域。Cgbot采用模塊化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)精巧,并配置有豐富的傳感器和硬件接口,完全支持ROS系統(tǒng),支持二次開發(fā)、可滿足多種科研需求。

應(yīng)用范圍:
科學(xué)研究、教育教學(xué)、康復(fù)醫(yī)療、智能家居、生活?yuàn)蕵返取?/p>
產(chǎn)品結(jié)構(gòu):
Cgbot機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由移動(dòng)底盤、可升降軀干、頭部云臺(tái)和兩條機(jī)械手臂組成。

Cgbot結(jié)構(gòu)說明圖(圖片僅供參考)
移動(dòng)底盤:
使用高性能伺服電機(jī),設(shè)計(jì)有減震結(jié)構(gòu),底盤配置有高精度激光雷達(dá)、超聲波傳感器、慣性測(cè)量單元、相機(jī)等傳感器,可滿足室內(nèi)環(huán)境下機(jī)器人定位、建圖、自主導(dǎo)航、避障、越障、上坡等各方面的需求。
移動(dòng)底盤規(guī)格參數(shù)表 | |
負(fù)載 | 50kg |
尺寸 | 直徑560mm,高度340mm |
速度 | 1.2m/s |
電動(dòng)機(jī) | 2x250W伺服電機(jī)(12位增量型磁電編碼器反饋) |
減速比 | 1:15 |
腳輪 | 4個(gè) |
減震器 | 2個(gè) |
驅(qū)動(dòng)方式 | 差速驅(qū)動(dòng) |
主動(dòng)輪直徑 | 160mm |
越障性能 | 可越過間隙20mm,可越過臺(tái)階10mm |
升降軀干:
使用同步帶和滾珠絲杠結(jié)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)器人頭部和機(jī)械臂進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng),具有350mm范圍行程,采用多圈值編碼器反饋,使機(jī)器人可在不同高度空間內(nèi)進(jìn)行作業(yè),極大的擴(kuò)展了機(jī)器人的工作空間。
升降機(jī)構(gòu)規(guī)格參數(shù)表 | |
行程 | 330mm(350mm可選) |
速度 | 0.25m/s )) |
定位精度 | ±0.01mm |
承載 | 35kg |
驅(qū)動(dòng)電機(jī) | 750W伺服電機(jī)(多圈16位值編碼器) |
傳動(dòng)方式 | 同步帶+滾珠絲杠 |
傳動(dòng)比 | 1:1 |
絲杠導(dǎo)程 | 5mm |
頭部云臺(tái):
使用高精度伺服電機(jī),具有兩自由度,可帶動(dòng)頭部相機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動(dòng),頭部視覺系統(tǒng)可幫助機(jī)器人完成目標(biāo)識(shí)別、人臉偵測(cè)、物體抓取等任務(wù)。
頭部云臺(tái)規(guī)格參數(shù)表 | |
自由度 | 2DOF |
俯仰范圍 | -90?~60? (可擴(kuò)展) |
旋轉(zhuǎn)范圍 | ±90?(可擴(kuò)展) |
定位精度 | ±0.1? |
驅(qū)動(dòng)電機(jī) | 2x200W以上伺服電機(jī)(12位單圈磁性值編碼器反饋) |
運(yùn)動(dòng)速度 | 1.5rad/s |
機(jī)械手臂:
Cgbot具有兩條JACO27自由度機(jī)械臂,可進(jìn)行雙臂協(xié)同作業(yè);
JACO2系列機(jī)械臂采用模塊化設(shè)計(jì),無需控制柜,設(shè)計(jì)輕巧、便攜,控制簡單,擁有良好的安全性和人機(jī)交互性,在眾多科研領(lǐng)域及醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
機(jī)械臂各關(guān)節(jié)沒有運(yùn)動(dòng)范圍限制,腕關(guān)節(jié)十分靈活,裝配有仿人指夾爪,可輕松完成各種抓取動(dòng)作。
機(jī)械臂規(guī)格參數(shù)表 | |
自由度 | 7DOF |
自重 | 5.5kg |
負(fù)載 | 2.4kg mid-range,2.1kg full extension |
臂展 | 985mm |
線速度 | 0.2m/s |
關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)范圍 | 無限制 |
定位精度 | 笛卡爾坐標(biāo)下的定位精度≤1mm,關(guān)節(jié)角度的精度≤0.5° |
關(guān)節(jié)傳感器 | 電流、位置、溫度、力矩、3軸加速度 |
平均功率 | 25W |
可選夾爪 | 2指/3指 |
夾爪抓力 | 60N |
主要硬件配置:
傳感器:
Cgbot配備多種高性能傳感器,包含激光雷達(dá),超聲波傳感器、IMU、深度相機(jī)等。
激光雷達(dá)具有掃描范圍廣、精度高、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn),可用于地圖構(gòu)建、定位和導(dǎo)航等方面;
底盤前后各安裝有兩個(gè)超聲波傳感器,可減小機(jī)器人測(cè)距盲區(qū),滿足機(jī)器人近距離避障需求;
IMU模塊集成高精度的陀螺儀、加速度計(jì)、地磁場(chǎng)傳感器,采用先進(jìn)的濾波算法,能夠快速求解出機(jī)器人當(dāng)前運(yùn)動(dòng)姿態(tài),輔助機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位;
深度相機(jī)為機(jī)器人提供當(dāng)前環(huán)境下彩色和深度信息,可用機(jī)器人避障、視覺SLAM等領(lǐng)域;
此外,機(jī)器人底盤上還安裝有一個(gè)高清相機(jī),可供遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控使用。
主要傳感器規(guī)格參數(shù)表 | ||
激光雷達(dá) | 型號(hào) | HOKUYO UTM-30LX |
數(shù)量 | 1 | |
安裝位置 | 底盤 | |
掃描距離 | 0.1m-30m (Max.60m),270? | |
測(cè)量精度 | ±30mm | |
角度分辨率 | 0.25?(360°/1440 steps) | |
掃描頻率 | 40Hz | |
激光安全等級(jí) | 1級(jí)(FDA) | |
超聲波傳感器 | 型號(hào) | P+F UC500 |
數(shù)量 | 4 | |
安裝位置 | 底盤前后各兩個(gè) | |
檢測(cè)范圍 | 0.03m-0.5m | |
測(cè)量精度 | 0.1mm | |
溫度補(bǔ)償 | 有 | |
IMU | 型號(hào) | 北微BW-AH300 |
數(shù)量 | 1 | |
安裝位置 | 底盤 | |
自由度 | 9DOF | |
航向精度 | 0.8? | |
校準(zhǔn) | 硬鐵校準(zhǔn)、軟鐵校準(zhǔn)、有限傾斜用戶校準(zhǔn) | |
輸出頻率 | 50Hz | |
深度相機(jī) | 型號(hào) | Orbbec Astra |
數(shù)量 | 1 | |
安裝位置 | 頭部 | |
深度范圍 | 0.6m-8m | |
精度 | ±3mm | |
FOV | 彩色:H 63.1?,V49.4?;深度:H 58.4?,V 45.5? | |
幀頻 | 30FPS | |
高清相機(jī) | 型號(hào) | 普通攝像頭或魚眼攝像頭(可選) |
數(shù)量 | 1 | |
安裝位置 | 底盤 | |
硬件擴(kuò)展接口:
Cgbot提供USB2.0/3.0,VGA、HDMI、COM、千兆網(wǎng)口等多種擴(kuò)展接口,支持RS232/485和Modbus通信,方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)調(diào)試使用。
控制系統(tǒng):
ROS系統(tǒng):
Cgbot控制系統(tǒng)使用基于ROS的開源架構(gòu),ROS開源操作系統(tǒng)具有良好的組織架構(gòu)和豐富的開發(fā)工具,為機(jī)器人開發(fā)提供了廣闊的空間,被廣泛的應(yīng)用于機(jī)器人開發(fā)。
人機(jī)交互:
Cgbot提供豐富的人機(jī)交互方式,支持語音交互、遠(yuǎn)程控制、本體觸摸控制等方式。
1.語音交互,采用4MIC直線麥克風(fēng),可在5米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)360度聲音采集,并為用戶提供科大訊飛語音識(shí)別方案;
2.遠(yuǎn)程控制功能,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和對(duì)機(jī)器人的遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)控制;
3.機(jī)器人背部安裝觸摸操作板,方便用戶直接對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作;
4.此外,Cgbot還支持用戶使用手機(jī)或平板操作機(jī)器人。
電氣系統(tǒng)
機(jī)器人采用48V鋰電池供電,電池管理模塊裝有防過流、短路、斷路等異常的管理模塊,保證電池充電、供電的安全性。
機(jī)器人系統(tǒng)采用Cortex-M4內(nèi)核ARM芯片作為機(jī)器人電源管理模塊,該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、主處理器系統(tǒng)采用隔離電源分布式供電,保證各系統(tǒng)間獨(dú)立穩(wěn)定的電氣供電,防止相互間信號(hào)串?dāng)_。
超聲波傳感、防碰撞傳感、緊急按鍵等,實(shí)時(shí)性要求較高的信號(hào),均由電源管理模塊進(jìn)行統(tǒng)一處理,滿足關(guān)鍵信號(hào)實(shí)時(shí)性要求。
各類模塊間,采用485/CAN總線式通信,滿足機(jī)器人各模塊間大數(shù)據(jù)、多節(jié)點(diǎn)通信要求,同時(shí)便于后續(xù)模塊的擴(kuò)展、升級(jí)。
電池性能:
規(guī)格:48V 30AH鋰電池;
自放電率:月自放電率≤3%,持久鎖存電量;
工作溫度范圍:-25℃至50℃;
充電時(shí)間:4至6小時(shí);
保護(hù)板:須擁有過充保護(hù)、過放保護(hù)、短路保護(hù)、過流保護(hù)、過溫保護(hù)、均衡保護(hù)。
軟件開發(fā):
支持功能:
Cgbot已實(shí)現(xiàn)SLAM、自主導(dǎo)航、物品抓取、遠(yuǎn)程操作、人機(jī)交互等各項(xiàng)功能,用戶無需額外做任何配置,開箱即可使用。Cgbot自帶SLAM功能建圖面積可達(dá)1萬平米,并具有厘米級(jí)導(dǎo)航定位精度,具備自主避障能力,可以滿足各類情況下的室內(nèi)移動(dòng)。雙機(jī)械臂可以協(xié)同作業(yè),抓取和呈遞水杯、書本、手機(jī)等常見物品;遠(yuǎn)程操作功能支持用戶遠(yuǎn)程控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng),并進(jìn)行視頻監(jiān)控。
技術(shù)參數(shù)匯總:
機(jī)器人本體 | |
高度 | 1200mm-1550mm(行程350mm,可選330mm) |
重量 | 約90kg |
自由度 | 23 DOF(7 DOF手臂*2,2 DOF夾爪*2,2 DOF頭部, 2 DOF底盤,1 DOF升降軀干) |
速度 | 直線1.2m/s,旋轉(zhuǎn)1.5rad/s |
底座尺寸 | 約直徑560mm,高度340mm |
越障性能 | 可越過10mm臺(tái)階、20mm溝槽、5度斜坡 |
頭部運(yùn)動(dòng)范圍 | 俯仰:-90?~60?,旋轉(zhuǎn)±90? |
續(xù)航能力 | 6h持續(xù)移動(dòng) |
電池 | 48V@30AH |
電動(dòng)機(jī) | 全部伺服電機(jī) |
觸摸顯示屏 | 10.1寸液晶顯示屏(安裝在軀干背部) |
立體聲麥克風(fēng) | 一套(安裝在軀干) |
機(jī)械手 | |
數(shù)量 | 2 |
單臂負(fù)載 | 2.0kg |
單臂臂展 | 985mm |
單臂自由度 | 7 DOF |
速度 | 0.2m/s |
關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)范圍 | 無范圍限制 |
關(guān)節(jié)傳感器 | 電流、位置、力矩、溫度、3軸加速度 |
控制方式 | 力矩、位移或速度控制 |
末端執(zhí)行器 | 仿人指夾爪,三指或兩指(可選) |
傳感器 | |
激光雷達(dá) | HOKUYO UTM-30LX,檢測(cè)距離30m(可選) |
超聲波傳感器 | 檢測(cè)距離0.5m;前后各2個(gè) |
RGB-D相機(jī) | 檢測(cè)范圍:0.6m-8m,彩色FOV H63.1' V49.4’,深度FOV H58.4' V45.5' |
IMU | 9 DOF |
高清相機(jī) | 1個(gè) |
無線通信 | |
藍(lán)牙4.0 | 支持 |
WIFI | 支持 |
3G/4G | 支持 |
擴(kuò)展接口 | |
USB2.0/3.0 | 4個(gè) |
VGA | 1個(gè) |
HDMI | 1個(gè) |
COM | 3個(gè) |
LAN | 2個(gè) |
PC | |
處理器 | 四核心英特爾? 至強(qiáng)? /酷睿?i7處理器 (Kaby Lake-S/Skylake-S) |
芯片組 | |
內(nèi)存 | 32GB |
硬盤 | 1T+128GB固態(tài)硬盤 |
軟件 | |
操作系統(tǒng) | Ubuntu Linux LTS |
ROS | 支持 |
支持功能 | SLAM、自主導(dǎo)航、語音識(shí)別、物品抓取呈遞、視覺識(shí)別、雙臂協(xié)作、 遠(yuǎn)程操作、Gazebo仿真、人機(jī)交互等功能 |
二次開發(fā) | 支持 |
附件 | |
平板電腦 | 一套 |
無線手柄 | 一套 |
電源適配器 | 一套 |
充電樁 | 一套 |
二次開發(fā)工具 | 開發(fā)系統(tǒng)U盤、無線鍵鼠套裝、HDMI連接線、USB轉(zhuǎn)串口線,各一套 |