모바일 매니퓰레이터는 요즘 모바일 플랫폼에 탑재 된 로봇 매니퓰레이터 암으로 제작 된 로봇 시스템을 지칭하는 광범위한 용어입니다. 이러한 시스템은 모바일 플랫폼과 로봇 조작기 암의 장점을 결합하고 단점을 줄입니다. 예를 들어, 모바일 플랫폼은 팔의 작업 공간을 확장하는 반면 팔은 여러 가지 작동 기능을 제공합니다.
기술
모바일 조작 시스템은 모바일 플랫폼이 제공하는 이동성과 조작자가 제공하는 손재주의 이중 이점을 제공합니다. 모바일 플랫폼은 조작자에게 무제한 작업 공간을 제공합니다. 모바일 플랫폼의 추가적인 자유도는 사용자에게 더 많은 선택권을 제공합니다. 그러나 그러한 시스템의 작동은 많은 자유도와 그것이 수행하는 비 체계적인 환경으로 인해 어려움을 겪고 있습니다.
일반적인 시스템 구성 :
모바일 플랫폼
로봇 조작기
시력
압형
자극
현재 모바일 조작은 개발 및 연구 환경에서 주요 초점이되는 주제이며 자율 또는 원격 조작 중 하나 인 이동식 조작기는 우주 탐사, 군사 작전, 재택 간호 및 건강 관리와 같은 많은 분야에서 사용됩니다. 그러나 지능적이고 유연한 자동화에 대한 필요성이 존재하지만 산업 분야에서는 모바일 매니퓰레이터의 구현이 제한적이었습니다. 또한 필요한 기술 엔티티 (모바일 플랫폼, 로봇 조작기, 비전 및 툴링)는 대부분 상용 구성 요소로 제공됩니다.
그 이유는 제조 산업이 전통적으로 행동하기 때문에 신기술을 구현함으로써 위험을 감수하는 것을 꺼리는 것입니다. 또한 산업용 모바일 조작 분야에서는 통합, 사용 및 적용이 무시되는 동안 개별 기술, 특히 로봇 조작기 및 툴링의 최적화에 중점을 두었습니다. 이것은 생산 환경에서 모바일 로봇의 구현이 거의보고되지 않았다는 것을 의미합니다 (예 : 및).
구성 요소
모바일 로봇 플랫폼
이동할 수있는 기초로, 고전적인 driverless 수송 시스템 및 이동할 수있는 로봇 둘 다 사용된다. 이동 로봇의 사용은 공간에서 자유롭고 자율적으로 탐색 할 수 있다는 이점이 있습니다. 따라서 문제가 발생할 경우 조작자가 도달 할 수 없으며 (운동 범위에서 현재 위치를 조작 할 수 없으며, 부품의 위치가 변경 될 수 없습니다 기계 가공 등)은 고정 된 위치로만 운반하는 대신 직접 지원할 수 있습니다. 플랫폼의 기동성은 매우 중요합니다. FTS와 달리 모바일 로봇은 언제든지 동적으로 지정된 위치에 접근 할 수 있습니다. 그러나 고전적인 차동 기구학, 특히 워크 스테이션 바로 근처에서 한계점에 도달하고 로봇은 다소 복잡한 조작으로 만 움직일 수 있습니다. 따라서 전 방향 드라이브가 점차 대중화되고 있습니다.
저장 옵션
모바일 조작자가 물체를 효율적으로 운반하려면 적절한 보관 시설이 갖추어져 있어야합니다. 이들은 적절한 디자인으로 핸들의 변경을 허용하기 위해 사용될 수 있으며 두 번째 암은 사용되지 않습니다. (예를 들어, 닫을 때 상자에서 꺼낸 맥주 병은 쏟아지기 전에 주차하고 몸에 붙잡아 야합니다. 스토리지 옵션이 넓어지면 원칙적으로 로봇 작업이 더욱 효율적으로 이루어 지지만 차량을 탐색하기가 더 어려워집니다.
조작 팔
이것은 산업용 로봇과 특별히 개발 된 로봇 팔이 될 수 있습니다. 현재 시중에 나와있는 작고 가벼운 로봇 팔을 선택하면 자체 개발 팔 사용이 크게 줄어 들었습니다. (참고 : 유연한 조작 팔)
그리퍼
엔드 이펙터는 조정할 항목에 맞게 선택해야합니다. 여러 개의 움직이는 손가락이있는 인체 형태의 그리퍼는 점점 더 많이 사용되고 있으며 주로 연구에 사용됩니다.
이미지 처리
로봇이 작업 환경에서 부품을 조작 할 때는 이미지 처리 시스템이 거의 항상 필요합니다. 고정식 암 이동 만 수행해야하는 경우 적어도 훈련 중 사용 된 플랫폼 위치와 현재 위치 사이의 오프셋을 결정하고 고려해야합니다. 로봇은 인간 작업자의 업무를 대신하기 위해 다소 불규칙적 인 부분 (상자 안에있는 손잡이라고도 함) 또는 가변 저장 위치에 대처해야합니다.
조정 제어
이동 로봇 및 로봇 팔의 개별 제어는 수십 년 동안 사용되어 왔으며 잘 발달되어 있습니다. 그러나 두 시스템을 결합 할 때 매우 많은 수의 가능한 오류 및 문제가 발생하여 추가 조정 제어를 추가해야합니다. 무엇보다 정렬 된 조작을 수행 할 수없는 경우 솔루션을 독립적으로 찾아야하지만 다른 포즈에서 그렇게 할 수는 있습니다. 전체 시스템을 closed kinematic chain으로 제어하는 것이 유용합니다. 이는 높은 중복성으로 인해 구현시 구현하기가 매우 어렵습니다.
보안 시스템
원칙적으로 고정식 조작기 암 또는 일반 자율 주행 차량에 사용되는 안전 장치를 사용할 수 있으며 모바일 조작기에도 사용할 수 있습니다. 그러나 모바일 매니퓰레이터가 사람 또는 적어도 다른 차량과 작업 영역을 공유 할 때 보안 시스템은 많은 새로운 위험 상황이 발생할 수 있기 때문에 매우 새롭고 까다로운 요구 사항을 필요로합니다.
장점과 단점
로보 틱 모바일 플랫폼과 로보트 암을 결합 할 때, 결과적으로 얻을 수있는 장단점은 각 부분의 합보다 큽니다.
장점 :
기능 범위와 가능한 응용 프로그램은 도약과 경계입니다.
전체 로봇 시스템은지지 시스템 (로딩 및 언 로딩 스테이션, 자재 취급 장비, 이송 장비 등)과 훨씬 더 독립적이되며, 따라서 이론적으로는 더 저렴해질 수 있습니다.
모바일 조작자는 이전에는 사람이 수행 할 수있는보다 복잡한 신체 활동을 자동화하고 운동으로 인한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.
전체 시스템은 예를 들어 객체에 직접 액세스 할 수없는 경우 팔의베이스를 추적하는 등 부정확 성과 편차에 훨씬 유연하게 대응할 수 있습니다.
불리:
두 구성 요소의 요구 사항으로 인해 이러한 구성 요소는 서로 간섭을 일으키는 경우가 많습니다.
팔은 효율적으로 작업하기 위해 안정된 기반이 필요하지만 효율적으로 탐색하려면 플랫폼이 작고 가볍습니다.
플랫폼의 사이클 시간이 짧을수록 구동 속도가 빨라지고 덜 정확한 목표 위치에 도달합니다. 더 부정확하지만 팔의 시작 위치는 알려져 있지만, 필요한 보정으로 인해 사이클 시간이 길어집니다.
배터리 기반 플랫폼의 수명을 늘리려면 총 무게와 전력 소비를 최소화해야합니다. 그러나 로봇 암이 더 효율적으로 작동 할수록 더 많은 기능 (따라서 일반적으로 추가 구성 요소)이 결합됩니다.
팔의 작업 환경이 끊임없이 변화한다는 사실, 이전에 사용 된 많은 보조 구조물 (팔의 끝 위치에 대한 부품 공급, 구성 요소에 대한 변경 불가능한 전달 위치, 정의 된 조명 등)은 더 이상 또는 아주 어렵지 않습니다. 용도.
또한 많은 모바일 매니퓰레이터는 빠르게 변화하는 작업에 사용할 수있을만큼 유연하지 않습니다. 이는 중소기업에서도 널리 사용되는 가장 큰 저해 요인 중 하나입니다.
사람과 상호 작용할 때 완전히 새로운 위험한 상황이 발생합니다. 이는 안전 기술에 대한 요구가 증가하고 이미 기술적으로 실현 가능한 솔루션에 비해 실행 가능한 솔루션의 비율을 심각하게 제한합니다.
현재이 유형의 로봇에 대한 표준, 지침 또는 설계 제안을 완벽하게 준수하지 않아 상해 또는 손상으로 인한 법적 결과를 예측하기 어렵습니다.
옵션의 수가 증가함에 따라, 특히 자율적 인 오류 처리와 관련하여 전반적인 시스템 제어에 대한 요구가 불균형 적으로 높아집니다. 이것은 또한 기계 가동 중단의 위험을 증가시킵니다.
신청 분야
모바일 매니퓰레이터의 적용 분야는 다양하며 현재로서는 완전히 예측할 수 없습니다. 일부 알려진 응용 프로그램은 다음과 같습니다.
택배 서비스
맥주 getten의 광범위한 응용 프로그램에 의해 주도는 주로 서비스 로봇 분야의 연구 프로젝트에서 주로 사생활 가정에서 발생하며 그에 따라 매체에서 효과가있는 데모 목적을위한 작업에 사용됩니다. 이러한 임무에서의 과학적 도전은 대개 예상되는 경제적 이익보다 상당히 높습니다.
케어
노인과 부양 가족의 비율이 증가함에 따라 간호사도 필요합니다. 2050 년에는 보살핌이 필요한 사람들의 비율이 고용인의 수와 관련하여 3 배가 될 것으로 예상됩니다. 따라서 다양한 연구 프로젝트, 특히 일본에서 로봇 관리에 열심히 노력했습니다.
선발
무거운 또는 다루기 힘든 구성 요소를 선택하는 데 모바일 조정자를 사용하는 개발 프로젝트가 현재 진행 중입니다. 높은 후속 비용을 초래할 수있는 실수가 방지됩니다. 또한 인력은 장기간 건강에 해 롭지 않은 업무로부터 자유 로워지기 때문에 인력의 평균 연령이 높아질수록 더 관련성이 높아집니다.
타임 라인
년 로봇 이름 회사 / 연구소
1996 년 힐라레 2 세 프랑스 LAAS-CNRS
2000 년 자메 Jaume I University, Robotic Intelligence Lab
2004 년 FAuStO 베로나 대학교, 이탈리아
2006 년 Neobotix MM-500 Neobotix GmbH, 독일
2009 년 작은 도우미 덴마크 알 보그 대학교 생산학과
2012 년 G-WAM Robotnik Automation & Barrett Technologies, 스페인 및 미국
2013 년 UBR-1 자유로운 로봇 공학, 미국
2013 년 X-WAM Robotnik Automation & Barrett Technologies, 스페인 및 미국
2015 카를로스 AIMEN, 스페인
2015 RB-1 Robotnik Automation & Kinova Robotics, 스페인 및 캐나다
최첨단 기술
최근에 알 보그 대학교 (Aalborg University)에서 생산 관리부 (Department of Production)의 모바일 조종기 “Little Helper”가 최근에 소개되었습니다.