来源时间为:2020-09-10
八轮攀爬器 电动切割机,这个印度机器人替你爬树摘椰子
2020-09-1006:56来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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机器之心报道
编辑:杜伟、张倩
有了这个机器人,我想彭昱畅再也不用担心摘不到椰子了。
看过《向往的生活》的小伙伴们,应该都记得彭昱畅爬树摘椰子的场景吧!虽然他使出了「蛮荒之力」,但最终也没有成功地摘到椰子。图源:
在为彭昱畅感到遗憾的同时,不禁在想有没有替代人类爬树摘椰子的机器人呢?
近日,最新一期《IEEE/ASMETransactionsonMechatronics》刊登了一篇描述爬树机器人的论文。论文作者设计了一款名为Amaran的爬树机器人,它可以代替人类采摘员爬上高达十几米的椰子树采摘椰子。实验室中模拟爬树采摘。实地场景中爬树采摘椰子。
论文一作、印度甘露大学(AmritaVishwaVidyapeethamUniversity)助理教授RajeshKannanMegalingam表示,该团队从2014年就开始研发这款机器人了。他说道:「世界上不存在两棵完全相同的椰子树。除了大小不同,椰子簇和叶片的排列也是独一无二的。所以,设计出一款完美的机器人极具挑战性。」
在实验室测试过程中,Megalingam及其同事发现,当树干与垂直轴的倾角达到30度时,Amaran能够顺利爬上椰子树。在一些特定环境条件下,很多椰子树都是以这样的倾角生长,由此为这款机器人提供了丰富的实际操作场景。
Megalingam等人在论文中详细解释了Amaran的设计过程以及技术细节。论文链接:https://sci-hub.tw/10.1109/tmech.2020.3014293
设计过程和技术细节
为了顺利爬上椰子树,Amaran必须依赖一个能够紧扣住不同直径椰子树的环形躯干。就整体结构而言,该机器人由四部分组成,分别是控制模块、马达驱动、电源管理组件和无线通信接口。
Amaran的系统架构如下图1所示:首先来看一下Amaran的攀爬器(文中称为RoboticClimber),它有八个轮子,从而可以在树上爬上爬下,还可以绕着树干旋转。
RoboticClimber的结构如下图2所示:有了攀爬装置,Amaran只实现了爬树的功能。要想成功采摘椰子,还需要一个采摘装置,这时机械臂(文中称为RoboticHarvester)就要大展身手了。
RoboticHarvester是一个有四个自由度的机器臂,还配有一个旋转式切割机(rotarycutter)作为末端执行器(endeffector)。
包括电动切割机在内,RoboticHarvester的总重量约7千克,总长度为1米。
整体装配图如下图3所示:地面操作员可以采用两种类型的控制器来控制机器人的动作:基于操纵杆的控制器和基于智能手机的APP。
下图4为操纵杆控制器的原理图,包含五个重要的组件,即操纵杆、MCU(微控制单元)、蓝牙、电源管理和按钮。当Amaran在椰子树顶部时,地面操作员使用一个智能手机AppAroha来驱动攀爬器和机械臂,该App的原理示意图如下:最后,如果Amaran的主电池耗尽,备用电池会自动续上,帮助机器人返回地面。
参考链接:https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/industrial-robots/amaran-tree-climbing-robot-can-safely-harvest-coconuts
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原标题:《八轮攀爬器 电动切割机,这个印度机器人替你爬树摘椰子》
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