38、库卡机器人双臂操控与轻量级机器人的创新发展

库卡机器人双臂操控与轻量级机器人的创新发展

在机器人技术领域，双臂操控系统和轻量级机器人的发展正逐渐成为推动工业生产和科研进步的重要力量。库卡（KUKA）公司在这方面取得了显著的成果，其创新产品和技术应用为行业带来了新的活力。

库卡双臂系统的构建与应用

库卡在内部预研项目和“Softrobot”研究项目的支持下，构建了基于两个轻量级机器人（LWR）和由KR 16的三个基础轴组成的躯干的双臂系统功能演示器。该系统可通过新的基本控制器框架进行控制。

双臂阻抗控制最初由德国航空航天中心（DLR）为双臂人形机器人Justin开发，通过Simulink Coder™将其从原始的MATLAB/Simulink模型转换为C++代码，并嵌入到新控制器框架的MATLAB/Simulink模块中。一旦为模块和控制内核正确定义了坐标系，就可以在控制器上执行该代码。

这个双臂系统进行了多个拾取和放置实验，同时与人类操作员进行物理交互。实验中要从桌子上拾取的物体是一个扁平托盘，这在这种情况下并非易事。由于特殊设计的手指和使抓手与托盘边缘和桌子对齐的策略，才成功完成了拾取任务。基于对象任务框架的双臂系统柔顺运动控制是这种创新且稳健方法的关键。

以下是新控制器框架的模块结构：
| 模块类型 | 详细信息 |
| ---- | ---- |
| 外部模块 | 传感与感知、运行时环境（非实时）、运动、MATLAB/Simulink、力控制、视觉伺服模块 |
| API | 应用程序编程接口 |
| 控制硬件代理 | 负责硬件交互 |
| 控制内核 | 实时、确定性，处理核心控制任务 |
| 外部硬件 |