近年來,隨著人力成本逐步攀升,社會逐漸步入老年型態,再加上生產方式持續朝向更為靈活的方向邁進,眾多來自全球各地的企業有意識地選擇自動化技術作為優化資源配置、提升競爭實力的可行途徑。在此背景之下,全球乃至我國的機器人市場整體上都呈現出強勁且穩健的增長趨勢。為順應此市場需求,研華股份公司特別推出了自主移動機器人 (Autonomous Mobile Robot, AMR) 的控制系統AFE-R770,旨在助力廣大客戶實現高效穩定的機器人應用開發。
針對廣大機器人市場客戶的實際需求,研華股份的AFE-R770控制系統在設計時充分考慮到了尺寸、工作溫度、電壓、抗震性、抗干擾能力以及無線連接等方面的要求。該系統集成了諸如激光雷達、攝像頭、慣性測量單元(Inertial Measurement Unit, IMU)、車輛以及電池等關鍵部件。同時,該系統還搭載了專有的實時操作系統、驅動程序、ROS2環境、人工智能工具、仿真功能、SLAM以及導航工具等,為廣大開發者們提供了一個既快速又友好的硬件和軟件開發環境。
專門的I/O設計,助力機器人開發效率提升
AFE-R770控制系統具備四個接口用以連接激光雷達設備,以及一個1.5A電源的USB端口用以連接ToF相機,從而滿足機器人系統影像采集的多樣化需求。除此之外,該系統的接口還包括用于與車輛底盤集成的CAN總線和COM端口,以及用于報警、緊急開關、警示燈以及其他基礎功能的16位隔離DIO。
為了應對運行過程中可能出現的電壓波動情況,AFE-R770系統支持9-36VDC的寬輸入電壓范圍,從而保證了不同電池組合的穩定性和兼容性。另外,該系統還包含點火開關設計,為傳統和全電驅動的機器人提供了靈活便捷的啟動方式。這種全方位的I/O設計無疑將確保機器人在各類復雜場景下都能展現出高效可靠的性能表現。
超薄設計與高效熱管理,應對有限空間挑戰
機器人的設計需要在有限的空間內實現最佳的空間利用效果:需預留足夠的貨物空間以便于貨物運輸;底盤空間則需分配給電池模塊以延長待機時間;而留給控制器的空間往往十分有限。因此,控制系統的尺寸和散熱能力便成為了至關重要的考量因素。鑒于機器人底盤日益輕薄的設計趨勢,AFE-R770控制系統采用了超薄的外觀設計,高度僅為55毫米,能夠輕松地安裝在狹小的空間之中。此外,為了解決此類小型空間中可能出現的升溫問題,我們對系統的散熱設計進行了強化升級。無風扇機型可在高達65攝氏度的高溫環境下正常運轉,帶風扇的機型更是能夠承受高達70攝氏度的高溫環境,從而為緊湊環境中的溫度管理提供有力支持。
提升移動機器人的穩定性以及通信品質
相較于傳統固定設備可以構建穩固接地路徑的優勢,移動機器人由于無法直接連接地下電源,反而更容易遭受噪音以及電擊等電磁騷擾的影響。然而,研華科技面對這樣的技術挑戰,特意對關鍵I/O接口進行了有效的隔離處理設計,并且通過TVS防護裝置將接觸式ESD防護水平提升至高達8千伏特的水平,同時亦將空氣放電ESD防護水準提升至15千伏特。如此一來,便可確保機器人在各種復雜環境下都能穩定運行。
在信號強度相對較弱的場合,如戶外作業或者高精度室內應用領域,內置IMU(慣性測量單元)顯得尤為重要。IMU為機器人提供了精準的姿態和軌跡追蹤功能。研華科技的AFE-R770系列產品支持內建IMU的擴展功能,當與Movella品牌的IMU配合使用時,不僅節約了額外的擴展空間,而且通過維持一致的工作環境,進一步提升了整個系統的穩定性。
在大型室內空間中,用戶在不同接入點(AP)間頻繁切換時,常常會遭遇網絡中斷的困擾。而研華科技的AFE-R770系列產品結合研華AIW無線模塊后,能夠實現迅速的網絡漫游,使系統能夠自動偵測信號強度,并在各個接入點之間實現無縫切換,從而避免在移動過程中發生斷網現象。
簡便易用的研華Robotic Suite開發套件助力機器人開發
對于研發人員而言,機器人應用的開發過程往往需要投入大量時間和精力,面臨諸多挑戰。為了協助開發團隊加速項目進程,研華科技的研發團隊始終致力于尋找創新且易于操作的解決方案。為此,我們已將早期階段的軟件和硬件兼容性測試、驅動程序、ROS環境、公共實用程序以及AI工具整合至機器人開發套件之中。
除此之外,我們還提供了針對各類機器人使用場景的控制參數調整以及示例代碼,以便用戶能夠快速上手并進行必要的調整。該套件支持車輛控制、導航及SLAM技術、場景模擬、托盤條形碼識別以及其他多樣化的應用程序。
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