Роботизована кисть Unitree Dex3-1

Unitree Dex3-1 — трипала роботизована кисть для складних маніпуляцій із силовим керуванням. Без тактильного зв'язку захоплювач працює наосліп, і делікатні операції залишаються за людиною. Гібридне керування силою та положенням дає кисті контроль над зусиллям стискання. Опційна тактильна матриця додає багатоточковий дотик й імітує тонку чутливість людського тіла.

Ключові характеристики та переваги

• Ступені свободи: 7 — Багатий набір рухів дає змогу виконувати складні дії, а не лише стискати.
• Максимальне навантаження: 500 г — Кисть утримує твердий циліндр діаметром 5 см і кистю вниз, і долонею вліво.
• Датчики тиску: 33 — Опційна тактильна матриця фіксує розподіл тиску на долоні та пальцях.
• Гібридне керування силою та положенням: кисть Unitree Dex3-1 керує кутом згину та зусиллям пальців, тож стискання задається окремо від положення.
• Частота керування 1000 Гц: контур зв'язку з шарнірами оновлюється 1000 разів на секунду. Висока частота обміну дає змогу часто коригувати момент і кут.
• Допустиме навантаження сенсорів 20 кг: сенсорний шар витримує до 20 кг без пошкоджень. Це залишає запас на випадок надмірного тиску під час контакту.

Конструкція та кінематика Unitree Dex3-1

Трипала кисть — самостійна розробка компанії Unitree Robotics. Вага Unitree Dex3-1 становить 710 г, а габарити — 175 × 88 × 77 мм. Для оцінки масштабу поруч показано контур руки дорослої людини.

Кінематика пальців

Кисть має 7 ступенів свободи. Три з них припадають на великий палець, по два — на вказівний і середній. Шарнір 0 великого пальця рухається від -60° до 60°, тобто в обидва боки від нейтрального положення. Шарнір 1 охоплює діапазон від -35° до 60°, а шарнір 2 — від 0° до 100°. У вказівного й середнього пальців шарнір 0 згинається від 0° до 90°, а шарнір 1 — від 0° до 100°.

Привід і шарніри

Шість мікро-безщіткових шарнірів із контролем зусилля працюють із прямим приводом. Сьомий шарнір має зубчасту передачу. Така схема, за даними виробника, забезпечує точне керування рухом і ефективну передачу енергії.

У специфікації наведено дві моделі шарнірів: F-1515-108 і F-1515-214. Обидві важать 45 г і мають розмір 34,8 × 23,1 × 23,3 мм. Редукція 1:214 дає більший момент — 1,498 Н·м теоретично проти 0,76 Н·м у моделі 1:108. Натомість швидкість нижча: 11 рад/с проти 23 рад/с.

Для шарнірів клас захисту IP не передбачено. Це варто врахувати при виборі умов експлуатації.

Керування силою, положенням і жорсткістю

Ця модель реалізує технологію гібридного керування силою та положенням. Кожен шарнір приймає п'ять типів команд керування. Дві з них задають крутний момент і кут. Ще одна визначає кутову швидкість. Дві інші команди — жорсткість і демпфування — задають реакцію пальця на опір.

Положення ротора фіксує абсолютний енкодер — датчик, що видає абсолютне значення кута. Зворотний зв'язок двигуна охоплює крутний момент і кут. Додатково шарнір передає кутову швидкість і температуру. Обмін даними йде через високошвидкісний протокол Unibus.

На зображенні кисть тримає паяльник над друкованою платою на різальному килимку. Це приклад вправного користування інструментом.

Тактильна матриця для багатоточкового дотику

Опційна тактильна матриця імітує тонкий дотик людського тіла. У конфігурації Unitree Dex3-1 з матрицею є 33 датчики тиску, згруповані у 9 матриць. Замість одиничного датчика кожна матриця фіксує розподіл тиску в межах своєї ділянки.

• Долоня: три матриці 2 × 2, разом 12 датчиків.
• Подушечки пальців: три матриці 2 × 2, разом 12 датчиків.
• Кінчики пальців: три матриці 3 × 1, разом 9 датчиків.

На зображенні сині підсвічені тактильні площадки розташовані на пальцях і долоні. Зображення показує розташування площадок, а кількість і роздільну здатність матриць наведено вище.

Підключення та живлення

Електричний інтерфейс кисті виконано виводними проводами. Окремі виводи призначено для зв'язку та для живлення.

Для зв'язку використовується USB 2.0 з кабелем 1150 мм разом із внутрішньою частиною. Вивід живлення має довжину 90 мм, також разом із внутрішньою частиною. Ці довжини варто врахувати при прокладанні кабельної траси.

Робоча напруга кисті — 24–58 В; для окремих шарнірів у специфікації вказано 12–24 В. Струм спокою становить 0,2 А при 58 В, а точне значення залежить від напруги. Максимальний струм — 10 А, тому джерело живлення слід добирати за цим значенням. Діапазон робочих температур — від -20 °C до +60 °C.

Сфери застосування

Кисть призначена для наукових і промислових завдань. У таких сценаріях Unitree Dex3-1 працює в парі з гуманоїдним роботом G1.

• Наукові дослідження керування: шарніри приймають п'ять типів команд і повертають зворотний зв'язок, тож алгоритми силового та позиційного керування перевіряються на одній кисті.
• Гуманоїдна робототехніка: у парі з роботом G1 кисть виконує складні дії завдяки 7 ступеням свободи на трьох пальцях.
• Робота з інструментом: кисть тримає паяльник над друкованою платою, а гібридне керування силою та положенням дає змогу регулювати зусилля стискання інструмента.
• Переміщення предметів помірної ваги: кисть утримує твердий циліндр діаметром 5 см вагою до 500 г, тож підходить для переміщення таких предметів.
• Дослідження тактильного сприйняття: 33 датчики тиску в 9 матрицях (опційно) дають змогу вивчати розподіл тиску на долоні та подушечках пальців.

Сумісність і опційна комплектація

Кисть працює в парі з гуманоїдним роботом G1 і виконує з ним складні дії. Unitree Dex3-1 за бажанням оснащується багатоточковою тактильною матрицею з 33 датчиками тиску. Таку комплектацію варто узгоджувати до замовлення, щоб конфігурація відповідала завданню.

Чому варто купити Unitree Dex3-1 в EXPERT3D?

EXPERT3D постачає професійне 3D-обладнання з 2012 року. Наші фахівці консультують перед купівлею та допомагають підібрати конфігурацію Unitree Dex3-1. Консультація охоплює вибір комплектації з тактильною матрицею або без неї. Фахівці уточнять сумісність із вашою платформою, зокрема з роботом G1. Забезпечуємо доставку по всій Іспанії та країнах ЄС. Після покупки ми надаємо сервісний супровід. Запчастини можна замовити на сайті, щоб техніка не простоювала.