满足更复杂应用场景 ！ 中科深谷助力山东大学新型柔性机器人研发成功

中科深谷助力山东大学最新研究的新型柔性机器人给出了答案。

更灵敏、更安全的柔性仿生机械臂

山东大学面向海洋、航天、国防、公共安全、家庭服务等领域对仿生机器人的重大需求，提出一种混合驱动的仿人机械臂系统。其设计思路是将四自由度线驱动机械臂结构与二自由度机器人关节模组巧妙结合构成六自由度混合驱动仿生机械臂。

与传统机器人要求稳定性，对灵活性和自适应性要求不高，只需要按照规划好的路径运动就可以，不用有很多的变化相比山东大学新型柔性机器人最大的特点就是柔软。

中科深谷先进技术，助力打造高要求控制系统

柔软意味着机器人的进步，它代表山东大学新型柔性机器人拥有更加柔软的”身体“，在实际应用场景更安全、灵敏，人机交互性更强。对复杂环境更具适应性。

如何赋能新型柔性机器人利用更”柔软的身体“完成更多复杂任务，这就对”大脑“即控制系统就有了更高的要求。

在新型柔性机器人的开发中，如果用传统的开发方式需要经历项目设计、概念构架、立项、运维、验证等环节，过程繁琐、流程复杂，且时间、人力、物力成本都很高。

中科深谷采用基于模型设计（Model-Based Design,简称MBD）的开发方法，打破原有的产品开发思路，将设计任务从实验室和现场转移到电脑桌面，改变研究人员原有的产品开发方式，是一种解决复杂控制、信号处理和算法设计验证等工程问题的数学和可视化方法，通过MBD工程开发方法，提高山东大学新型柔性机器人的开发效率，降低研发成本。

    (MBD开发流程图）

基于ROS的新型柔性机器人电控系统主要由计算机、机械臂、CSPACE控制与半实物仿真系统、深度相机（RealSense D435）、视觉标定板和视觉识别对象六部分构成。

对标德国d-SPACE的国产”超级控制器“—CSPACE控制与半实物仿真系统由中科深谷基于TI DSP和MATLAB/Simulink全自主创新研发。拥有AD、DA、IO、Encoder、PWM、CAN、SCI、SPI等丰富的硬件外设接口，以及一套功能强大的监控软件。

（CSPACE半实物与仿真系统）

在新型柔性机器人的研发中利用中科深谷多年计算机仿真和嵌入式实时控制技术积累，采用自主研发设计的高性能伺服驱动器，快速匹配关节模组电机，结合CSPACE实现机器人控制系统硬件在环回路（HIL）和快速控制原型（RCP）的功能。

（机械臂上位机软件界面）

其实现功能具体体现在新型柔性机器人在Matlab/Simulink仿真模型到嵌入式控制原型的自动转换和新型柔性机器人控制器通过CAN总线高效稳定控制各个关节模组，还可以通过在线调参来动态验证新型柔性机器人运动控制性能等各方面实际场景应用。

视觉部分通过在机械臂上搭载中科深谷柔性夹爪和深度学习视觉平台，实现目标物体的定位与识别，同时结合机械臂控制器，实现目标物体的抓取。

此之外机器人本体上还可以增加丰富的力与视觉传感器使原来示教-执行的开环执行过程，变为能够与环境动态交互的智能闭环执行过程，以达到与环境和人安全、准确交互的目的。

 （柔性机械臂运动控制模型）

产教融合 培养高校工程性人才

新型柔性机器人电控系统开发利用深度视觉技术和柔性协作机器人技术，为高校研究机器人与环境接触交互问题提供有效解决方案，同时助力山东大学实现产教融合，培养拥有解决复杂工程问题的人才培养。

此外基于此项目，已成功申请国家专利三项。其中包含实用新型一件（一种适用于线驱动机械臂的被动柔顺装置）发明两件（一种轻型混合驱动仿生机械臂、基于5G与云化技术的智能仿生服务机器人及其工作方法）

（专利证书）

而对项目负责人山东大学硕士研究生石振杰个人而言，通过CSPACE单机版与基于Matlab/Simulink的柔性臂控制策略，研究线驱动仿生机械臂的运动机理，推动了实验进程，帮助他开发了适用于线驱动机械臂的驱动器、控制器与视觉平台模块以及刚柔软耦合的机械臂系统，验证了线传动的设计布局的合理性，为开发新一代智能仿生家庭服务机器人奠定了技术基础。

中科深谷相信通过对智能柔性协作机器人核心技术的攻关，能够在未来极大地降低使用柔性协作机器人的门槛，将基于灵敏力控的柔顺拖动技术和人机共融协作的理念带到各行各业中，赋能更多高校进行工程人才培养，正如我们一直坚持的信念那样—“机器人智能装备，助力人类美好生活。”

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