美国Sarcos公司在2017年推出过一款外骨骼机器人Guardian GT,具有两条高灵活度、高力感知能力和大负载能力的巨型机械臂,操控者借助VR设备可完成远距离操控。
对于如此大的负荷能力,只有液压驱动系统能做到了!
每条机械臂有7个自由度,前端还配有带三个手指的末端执行器,用于加持重物。
动力系统
Guardian GT两条机械臂所有关节由液压系统驱动,使用电机-泵或燃油机-泵提供液压动力,连续工作时长达7小时及以上。
从官方视频和工况图看,每条机械臂的7个自由度和末端夹持器的3个自由度均是直线液压缸驱动。
液压执行类型属于阀控缸,安装空间的局限性使阀缸并未一体化集成,采用比例阀或者伺服阀(伺服阀概率大些)。
GuardianGT完全是按照人体手臂的生理结构和正常运动速度设计的,阀缸分离的设计虽然会降低响应速度,但已足够。
每个液压缸的缸筒后端盖处安装有称重类力传感器,直接监测机械臂每个关节的液压出力,然后把力信号反馈给远程遥控端。
结语:基于VR技术的外骨骼机器人,要实现最佳的同步跟踪效果,关键是降低机械臂动力系统和远程操控端间的延迟,具体方式可通过优化机械结构、增加补偿控制算法等提高系统频宽。
原文始发于微信公众号(神奇的流体):Guardian GT外骨骼机器人液压动力系统简析
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