可拆卸的模块化机器人能否长成下一个苹果?这家中国创企另辟蹊径,在海外开启众筹

我们一直渴望机器人行业能诞生下一个苹果那样的消费级产品型公司,让大多目前只在工业场景中大放异彩的机器人走进千家万户。如果说这些年正因为协作机器人强势杀入工业市场,附带着EOAT的多样化发展,使得工业和协作机器人的界限不再那么清晰,那么模块化或许是撬开机器人消费级市场的强力杠杆,模块化使得成本不再是机器人产业进入千家万户路途中的最大拦路虎。

在机器人市场,随着企业应用场景的多样化,一些消费级场景也开始尝试进入机器人的应用。但这些场景,对机器人的应用却也提出了新的要求,传统意义上的一体化机器人往往不太能满足例如学校、实验室、研究所、竞赛等一些教育领域的小空间以及轻量化需求,同时,由于企业对于成本也愈发重视,更灵活的机器人无疑已成为很多企业优化投资的关键。

如何为机器人做减法?如何把机器人的软硬件应用变得更加简单、方便、快捷?如何让更多的普通人能够在没有太多电气基础的情况下,也能够使用一台机器人?

无疑,做减法是最好也是最直接的办法。能从物理上实现减少,将原本一体化的机器人,变成一个个模块化单元,无疑能节省空间,提升灵活性。而这个想法,已经有中国企业付诸实践,并近日在海峡另一岸引起轩然大波。

11月26日(本周二),美国东部当地时间早上8点,北京时间晚9点,基于QDD准直驱技术的桌面级机械臂—INNFOS Gluon上线海外众筹平台kickstarter,INNFOS GLOUN系列的桌面级6轴Lite版机械臂和桌面级4轴Lite版机械臂及QDD Lite版单体SCA产品开启众筹,11.26-12.25为期一个月,30秒众筹成功。这个项目也在众筹第二天被kickstarter评选为project we love。而这两款众筹产品,就是模块化机器人的典型。

参与此次众筹的产品为

Lite版桌面级可拼搭多轴机械臂

分为6轴和4轴两款产品

产品参数如下

详细发掘了这家公司的资料发现,这家公司此次参加众筹的产品并不是初次亮相,在前不久中国澳门举行的IROS 2019暨第32届IEEE智能机器人与系统国际会议中,INNFOS就曾携全系列SCA产品以及近10种基于SCA技术的机器人参展。

SCA,全称Smart Compliant Actuator:即智能柔性执行器,是一种基于QDD技术的一体化低成本机器人运动控制解决方案。而QDD英文全称是Quasi-Direct Drive,即半直驱驱动器,也称之为本体驱动器(ProprioceptiveActuator)。它是应用于机器人关节的柔性执行器,具有高反驱性、高扭矩密度、高力矩控制带宽的功能。

目前适用于高动态性能机器人的执行器方案一般分为三类:

(1)High-ratio geared motor with torque sensor

带有力矩传感器的高减速比电机

(2)Series elastic actuator (SEA)

串联弹性执行器(机械柔性)

(3)QDD force control actuator

准直驱力控执行器(软件柔性)

为什么INNFOS选择了QDD?其给出了下面的答案:

在他们的众筹资料中写到,“这两款产品应用了基于QDD准直驱技术的INNFOS SCA。INNFOSSCA是大多数高端服务机器人的核心关节执行器,也是机器人时代的重要创新。INNFOS Gluon是基于高度集成的智能柔性执行器INNFOS SCA中QDD Lite系列执行器的机械臂。Gluon关节是由INNFOS最新推出的QDDLite系列执行器组建而成,这赋予了机械臂强大的性能。”此外,两款产品的表材由INNFOS自主研发的强化型复合材料,以及具有高强度、高轻量化的特点碳纤维材料加工制造而成。在减速机方面,该系列产品采用的是行星减速器。

无疑,在硬件上,相对于传统的一体化机器人,SCA高度集成了伺服电机、伺服驱动、编码器和减速器,体积上仅为传统伺服系统的十分之一。因为高度集成、整个产品具备体积小、空间利用率高的特点。同时模块化的优势在于,也让组装变得更简单。据INNFOS的对外资料,用户30分钟就可以快速拼搭一台6轴机械臂,同时,用户可以根据自身需求灵活选用不同型号的执行器来搭建机械臂,同时可以根据需要设计轴的数量。

对外资料中还提到,INNFOS GLUON同时具有多种不同的可交换EOAT,包括吸盘、通用球夹持器、微伺服夹持器和电磁铁头。通过简单地改变这些末端辅助工具,INNFOS Gluon几乎可以完成任何轻量化任务。因为SCA具备高度集成、高扭矩输出、总线控制、柔性控制和低成本等多重特性,一般是服务型机器人重要的关节执行器。

同时最让人感觉到这家公司具备人性化和国际化特征的一点是,INNFOS SCA采用功耗低的多圈绝对编码器,能使切断系统电源后,仍会记录发动机的旋转位置。在实验室或实际应用中,即使发生意外停电,每个节点的状态仍然可以在通电后恢复,通过这样,使得控制和安全就得到了高度的提升。

在物理连接上,这种极简风格也比较巧妙。用户可以很容易地将Raspberry Pi(Linux)/PC(Linux/Windows 10)/Mac连接到ECB,然后插上网线开启电源操作执行器即可。

在软件上,INNFOS为用户提供了SDK、IAS和IRS 3种工具。

● SDK提供了多种编程语言的API:基于SCA的开发工具包支持C++、python等语言,开发人员可在不同的编程环境下控制INNFOS SCA或进行二次开发。

● IAS(INNFOS Actuator Studio)是一个可视化的调试控制软件,用于调试SCA,包括控制、修改执行器ID、可视化图表调节执行器、动作编辑等等。通过调节各个执行器的参数,来达到控制机器人的目的。一般意义上来讲,使用IAS无需编程经验,但是不适合复杂的功能开发。

● IRS(INNFOS Robot Studio)是一款结合了轨迹规划和教学编程的INNFOS机械臂操作软件,是为了使用户可以根据特定的应用场景进行编程并灵活地操作机械臂。

在应用场景上,INNFOS在其资料中写到,INNFOS GLUON专为制造商、机器人爱好者、工程师和学生设计,希望能为他们带来创意,也能在家里、车间和大学里成为人类的帮手。为此,INNFOS GLUON设计的示教模式是其人机交互的主要方法之一。据资料称,它可以调节刚度和阻尼系数,并提供多种功能,如扭矩控制、阻尼控制、重力补偿、抗冲击和碰撞检测。

之后,INNFOS还拿友商产品进行了“惨无人道”的各种对比,没有对比就没有伤害,小编只能说在性能和价格上,这两款众筹的产品实在超乎了很多人的想象,也许是为了使价格不那么让人诧异,他们还推荐了几个超高性价比的小附件,真正在模块化上做到了高标准,看到这里,或许会有用户不禁和当初苹果的产品进行对比了。

虽然在负载上,无法与工业负载对拼,但并不是所有的市场需求都是针对高负载、高精度的科研或者工业级应用,桌面级别的针对创客、机器人教育(高中与大学机器人竞赛)的廉价关节模组也将会是一片广阔的市场——填补国内外此市场需求的空缺,从这一点看,INNFOS的定位还是相当明确和明智的。同时,对比于国外模块化驱动器的高昂定价(如来自ETHANYDrive的SEA将近45000RMB的售价),QDD LITE 99美金不到700元的售价是极其有吸引力的。

在众筹文末,他们也写到目前的困难和解决办法

1.我们的主要挑战是大规模生产,我们没有任何供应商,但我们正在惠州建立自己的工厂,现在我们工厂的二楼已经装修好了,我们已经准备好了材料,已经派了一个团队去工厂。此外,我们刚刚收到大量的投资,以确保我们的资金链顺利运行。

2.另一个挑战是软件开发,您可以在wiki上看到:wiki.innfos.com。我们已经完成了IAS,现在正在开发和测试IRS。在接下来的6个月内完成所有的配置和集成并不容易。但由于我们仍在从中国招聘优秀的程序员和工程师,我们已经成功地计划了我们的工作量以便完成该工作。

据了解, INNFOS企业文化也是比较年轻和新潮的,我们祝愿此次INNFOS的海外众筹取得成功,这或许是我们见证下一个2亿美元苹果诞生奇迹的开始。

众筹项目链接:

https://www.kickstarter.com/projects/1383636492/the-smallest-servomotor-robotic-arm?ref=5hk0oz&token=fba4794b

一个基于QDD技术的柔性执行器只需要99美金;差不多1台IPhone的价钱可以组装成一台六轴机械臂,这样的价格,你心动了吗?

最后附上INNFOS此次在kickstarter上的官方介绍视频。

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