开源自动扎钢筋平台

产品概述

       自动扎钢筋平台是针对传统建筑行业中，需要大量人工进行手动钢筋捆扎的问题，所开发的一款平台。该平台模拟了钢筋捆扎的整个流程，由钢筋捆扎台、移动底盘、六自由度协作机械臂、自动钢筋捆扎工具及视觉定位系统组成。移动底盘到达钢筋捆扎台前，根据视觉定位系统，自动识别钢筋台上要捆扎的钢筋交叉点，再通过协作臂和自动钢筋捆扎工具实现对钢筋交叉点的全自动捆扎。

       平台还提供了底层电机的驱动控制设计、移动机器人导航定位研究、机械臂的运动学和动力学研究、机器视觉开发、5G 远程通信应用等技术。平台支持采用 MATLAB/Simulink 和 ROS 联合开发，可支撑相关科研人员在该平台上进行深度学习、自动驾驶、机器人移动作业等人工智能的应用研究，是机器人工程专业建设、机器人科研、人工智能研究的教学、科研载体，也是面向室外作业、农业摘取、巡逻作业等产业应用的高级实验平台。

产品特点

（1）采用工业结构设计，核心器件符合工业标准，适合建筑场景应用；

（2）基于模块化设计，结构紧凑，功能丰富；

（3）模块均采用自主开源化的框架，可自由进行单独或融合算法研究；

（4）采用 MATLAB/Simulink 和 ROS 进行算法开发研究，能够适应大部分科研人员的研究基础；

（5）提供大量的 Demo 算法及实验案例，供用户在更深层次上的学习和研究；

（6）产品可进行二次开发，预留开发接口，提供全方位的技术支持；

（7）使用高性能计算机作为主控系统，满足大量数据的处理运算需求；

（8）也可用于自动驾驶、智能物流仓储、智能识别、安防巡检等领域的研究及应用。

平台参数

设备清单

机械臂本体

       协作机械臂本体技术参数如图2所示，本体为六自由度，额定负载 3Kg，工作半径 626mm，本体自重 12Kg，结构紧凑，易于安装。机械臂关节模组采用智能集成化设计，将谐波减速机、力矩电机、高精度绝对值编码器、高精度增量式光电编码器、驱动器等集成一体，每个机器人关节通过 CAN 总线组网。

单臂参数

移动底盘

移动底盘使用我公司自主研发的重载底盘。该底盘采用四轮独立驱动、四轮差速转向的设计，并配合独立悬架。

绑扎工具

       绑扎工具考虑如右图所示的电动手持式全自动扎钩绑扎工具。可提供该款产品的定制款，定制款会引出电源、控制和反馈信号。这些信号均可以接入到机械臂和底盘系统上。

       机械臂末端集成该绑扎工具，通过视觉识别钢筋的交点位置，然后机械臂末端移动到相应位置，并发出绑扎信号，控制绑扎工具完成钢筋的绑扎工作。

绑扎工具

开源视觉系统

       开源视觉系统使用因特尔RealSense D435深度相机和海康威视的U62相机。D435x相机提供了多种语言版本的SDK，算法上可使用开源的OpenCV库进行开发，能够满足该项目的教科研需求。

激光雷达

       室内应用主要是使用 2D 单线激光雷达。使用思岚 A2 雷达，根据总控系统的操作系统类型，可使用思岚集成模块或基于ROS 的 SDK，能实现读取导航模块的数据，以实现建图、导航、定位等功能。定位精度可在 2cm 以内。

激光雷达参数

应用案例

实验内容一览

表7自动绑钢筋教科研平台实验项目

支撑的教学科研

支撑科研方向

（1）机械臂高精度轨迹跟踪控制算法研究

（2）路径规划和轨迹规划

（3）集成力传感器、视觉传感器、5G等，进行“机器人+”应用

（4）基于深度学习的机械臂高级运动控制与应用

（5）冗余自由度运动学

（6）仿真建模、半实物仿真

（7）机器人控制系统设计

（8）人工智能

（9）图像处理

（10）特征识别

（11）机器人视觉伺服设计、避障与路径规划

（12）激光定位导航、路径规划、避障检测

（13）5G通讯技术与应用

（14）远程控制与信息传输、信息融合

（15）危险作业、智能仓储物流、智能安防、智能建筑作业等