AI|“稚晖君”自制机械臂:能给葡萄缝针 成本1万块( 三 )


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既然是6轴,最后整体采用了6个步进电机+6个谐波减速器,搭配软件设计构成了机械臂的“心脏” 。
控制器,指机械臂的“小脑”,用来操控机械臂的动作、来实现各种功能 。
除了原理上需要掌握运动学、动力学分析以外,在软硬件上还需要掌握电路设计、通信和电源管理等额外的“斜杠”技能 。
事实上,光是微控制单元(MCU),这台机械臂上就多达12个 。
其中,主控制器(采用冗余设计)和电机伺服驱动器(支持CAN总线&功率机联)的设计如下:

AI|“稚晖君”自制机械臂:能给葡萄缝针 成本1万块
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至于电路设计,也比想象中要更加复杂,毕竟要想达到上述“多控制”功能的话,除了命令行控制以外,蓝牙、无线通信的相关软硬件也需要进行考虑 。
没错,除了有线控制以外,蓝牙、WiFi、2.4G同样能控制这台机械臂~

AI|“稚晖君”自制机械臂:能给葡萄缝针 成本1万块
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最后就是空间定位装置了,也就是机械臂的“眼睛”,用来让机械臂“看见”、并操作需要完成的任务 。
这里面包括我们常见的双目视觉算法、AHRS系统和力传感系统等,都在这一步完成 。
没错,稚晖君设计的机械臂并非只能做“输入任务并完成”的简单操作,而是一台真正能够从多个角度接收任务、并实时处理的“智能机械手” 。
简单来说,就是用双目视觉算法识别,再用AI算法实现姿态估计之类的操作:

AI|“稚晖君”自制机械臂:能给葡萄缝针 成本1万块
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搭载到机械臂上后,“手子”就能根据人的动作,完成一系列复杂的操作(控制器改自PS5手柄):

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当然,经过软件去抖、运动范围重映射、力矩强增强等操作后,机械臂能完成比手精度更高的操作(手抖玩家福音) 。
最后,就是将这几部分的软件算法和硬件组装起来,进行调试:

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最后的成品效果是这样的,非常灵动:

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那么,这台机械臂究竟能达到一个什么水平呢?
成本控制在1万以内
众所周知,机械臂的价格会随着精度的提升蹭蹭上涨 。
一台质量比较好的、精度为0.6mm的工业6轴机械臂,价格会达到几万元左右,而精度在0.02mm左右的四大家族的工业机械臂,价格单位则直接涨到了几万美元 。

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