Dłonie robotyczne UNITREE G1 Dex3-1 L+P z czujnikiem dotykowym

Najważniejsze cechy

✔ Zestaw lewej i prawej dłoni Dex3-1 – rozwiązanie przeznaczone do humanoidalnego robota UNITREE G1.

✔ 33 czujniki nacisku na każdą dłoń – łącznie 66 punktów pomiarowych w zestawie lewej i prawej dłoni.

✔ Zakres detekcji nacisku 10–2500 g – precyzyjne monitorowanie kontaktu dłoni z trzymanym przedmiotem.

✔ 7 stopni swobody na każdą dłoń – 3 DoF kciuka, 2 DoF palca wskazującego i 2 DoF palca środkowego.

✔ Hybrydowa kontrola siły i pozycji – sterowanie momentem, kątem, prędkością, sztywnością i tłumieniem.

✔ Powtarzalność pozycjonowania ±2 mm – precyzyjne odtwarzanie ruchów końcówki palca.

✔ Komunikacja z częstotliwością 1000 Hz – szybka wymiana danych sterujących oraz informacji z czujników.

✔ USB 2.0 i High Speed Unibus – komunikacja dłoni z systemem robota oraz przegubami napędowymi.

✔ Rozbudowane dane zwrotne – pozycja, prędkość, moment, temperatura, nacisk, napięcie, prąd i dane IMU.

✔ Masa pojedynczej dłoni 710 g – kompaktowa konstrukcja o wymiarach 175 × 88 × 77 mm.

7 stopni swobody dla precyzyjnego ruchu

Każda dłoń UNITREE Dex3-1 ma trzy aktywne palce i oferuje łącznie 7 stopni swobody. Kciuk dysponuje trzema osiami ruchu, natomiast palec wskazujący i środkowy po dwiema, co pozwala budować zróżnicowane konfiguracje chwytu i dopasowywać ułożenie dłoni do kształtu przedmiotu.

Zakresy pracy obejmują dla kciuka −60° do 60°, −35° do 60° oraz 0° do 100°, a dla palca wskazującego i środkowego 0° do 90° oraz 0° do 100°. Powtarzalność pozycjonowania końcówki palca wynosi ±2 mm, wspierając zadania wymagające regularnego odtwarzania tych samych ruchów.

33 czujniki nacisku i precyzyjny pomiar kontaktu

Wersja Dex3-1 z czujnikami dotykowymi umożliwia analizowanie nie tylko ruchu dłoni, ale również fizycznego kontaktu z obiektem. Każda dłoń wykorzystuje 9 matryc czujnikowych obejmujących łącznie 33 czujniki nacisku. Para dłoni oferuje więc łącznie 66 elementów pomiarowych.

Na powierzchni dłoni znajdują się trzy matryce 2 × 2, kolejne trzy matryce 2 × 2 umieszczono na powierzchniach palców, a opuszki wykorzystują trzy układy 3 × 1. Dzięki temu pomiar obejmuje najważniejsze obszary odpowiedzialne za chwyt i kontakt z przedmiotem.

Zakres detekcji pojedynczego czujnika wynosi od 10 do 2500 g, a maksymalne obciążenie bez uszkodzenia sensora wynosi 20 kg. System udostępnia również informacje o temperaturze czujników.

Hybrydowa kontrola siły i zaawansowane przeguby

UNITREE Dex3-1 wykorzystuje hybrydowe sterowanie siłą i pozycją, dzięki czemu kontrola mechanizmu nie ogranicza się wyłącznie do zadawania docelowego położenia palców. System pozwala sterować również momentem obrotowym, prędkością kątową, sztywnością oraz tłumieniem poszczególnych przegubów.

Każda dłoń wykorzystuje 6 miniaturowych bezszczotkowych przegubów z napędem bezpośrednim oraz jeden napędzany przez przekładnię. Zastosowano modele F-1515-108 oraz F-1515-214.

Idealny maksymalny moment obrotowy wynosi odpowiednio 0,76 Nm i 1,498 Nm. Rzeczywiste wartości zależą od kierunku działania momentu i mogą osiągać do 1,37 Nm dla F-1515-108 oraz 3,1 Nm dla F-1515-214.

Rozbudowane dane zwrotne podczas pracy

Dex3-1 dostarcza szeroki zestaw danych opisujących zarówno pracę przegubów, jak i kontakt dłoni z otoczeniem. System udostępnia informacje o trybie przegubu, pozycji, prędkości, momencie obrotowym oraz temperaturze.

Dodatkowo dostępne są wartości napięcia, prądu, nacisku poszczególnych sensorów, temperatury czujników oraz dane IMU. Sprzężenie zwrotne sterowania obejmuje także współczynniki sztywności i tłumienia.

Połączenie informacji o położeniu, sile i kontakcie może być wykorzystywane podczas opracowywania algorytmów chwytania, manipulacji i adaptacyjnego sterowania robotem.

Komunikacja 1000 Hz i interfejs USB 2.0

Interfejs komunikacyjny dłoni wykorzystuje USB 2.0, a dane są wymieniane z częstotliwością 1000 Hz. Pełny pakiet obejmuje 1234 bajty po stronie nadajnika oraz 1270 bajtów po stronie odbiornika.

Również komunikacja sterująca poszczególnymi przegubami pracuje z częstotliwością 1000 Hz. Do połączenia z napędami wykorzystywany jest High Speed Unibus, co pozwala często aktualizować parametry sterujące oraz odbierać informacje zwrotne.

Szybka transmisja ma szczególne znaczenie w wersji z sensorami dotykowymi, ponieważ system może równolegle analizować dane dotyczące ruchu przegubów oraz wartości nacisku rejestrowanych podczas chwytu.

Konstrukcja dopasowana do humanoidalnego robota UNITREE G1

Pojedyncza dłoń Dex3-1 waży 710 g, a jej wymiary w stanie wyprostowanym wynoszą 175 × 88 × 77 mm. W kompaktowym mechanizmie połączono siedem stopni swobody, bezszczotkowe przeguby, sensory nacisku oraz rozbudowany system informacji zwrotnych.

Dłoń pracuje przy napięciu 12–58 V, a zakres temperatury pracy wynosi od −20°C do 60°C. W warunkach testowych określonych przez producenta mechanizm może utrzymywać twardy, okrągły obiekt o masie do 500 g.

Połączenie precyzyjnego mechanizmu wykonawczego z pomiarem nacisku sprawia, że wersja z czujnikami dotykowymi jest szczególnie przydatna w projektach badawczo-rozwojowych oraz zadaniach wymagających analizy interakcji robota z fizycznymi obiektami.