Unitree G1 Dex3-1 Ręka dotykowa z kontrolą siły, 3-palczasta, zręczna

Unitree G1 Dex3-1 Ręka dotykowa z kontrolą siły 3-palczasta

Ręka dotykowa Dex3-1 ma na celu poprawę zdolności G1 do chwytania, trzymania i manipulowania obiektami z większą stabilnością i świadomością kontaktu niż podstawowe chwytaki, wspierając badania, edukację i prototypowanie.

Zręczne ręce są kluczową technologią umożliwiającą dla robotów humanoidalnych, ponieważ przekształcają system skoncentrowany na mobilności w praktycznego mobilnego manipulatora. W modułowym ekosystemie G1 firmy Unitree, Dex3-1 opisano jako opcjonalną rękę z trzema palcami, gdzie kciuk ma 3 aktywne stopnie swobody, podczas gdy palec wskazujący i środkowy mają po 2 aktywne stopnie swobody, co zapewnia skoordynowane chwytanie i możliwości wyrównywania obiektów.

Wersja dotykowa specjalnie wprowadza rozproszone czujniki ciśnienia w dłoni i na opuszkach palców, co pozwala robotowi wykrywać kontakt, szacować siłę chwytu i reagować na poślizg obiektu lub nierównomierne obciążenie — możliwości, które są kluczowe dla nowoczesnych badań nad manipulacją i zadaniami interakcji w rzeczywistym świecie.

Projekt i cechy

Architektura trzech palców dla praktycznej zręczności

Dex3-1 wykorzystuje układ trzech palców (kciuk, wskazujący, środkowy) mający na celu wspieranie powszechnych wzorców chwytania, takich jak chwyt szczypcowy (kciuk-wskazujący), chwyt tripodowy (kciuk-wskazujący-środkowy) oraz stabilne trzymanie małych obiektów. Unitree opisuje Dex3-1 dla G1 jako zręczną rękę z trzema palcami z określonymi stopniami swobody dla każdego palca.

W porównaniu z pięciopalczastymi rękami antropomorficznymi, projekty z trzema palcami często mają na celu dostarczenie znaczącej zręczności przy zmniejszonej złożoności mechanicznej, uproszczonej kontroli i mniejszej wadze.

Aktywacja kontrolowana siłą dla stabilnego chwytania

Dex3-1 jest powszechnie opisywana jako wykorzystująca mikro bezszczotkowe stawy kontrolowane siłą, w tym sześć stawów z bezpośrednim napędem i jeden staw napędzany przekładnią, wspierając kontrolowane zachowanie kontaktu i responsywną manipulację.
Kontrola siły pomaga regulować intensywność chwytu, co może zmniejszyć ryzyko zgniecenia delikatnych obiektów, a także obniżyć ryzyko poślizgu, gdy robot porusza ramionami lub zmienia postawę.

Czujniki dotykowe w dłoni i na opuszkach palców

Wersja dotykowa Dex3-1 integruje system czujników ciśnienia opisany jako 9 modułów czujników ciśnienia, w sumie 33 czujniki ciśnienia rozproszone na kluczowych powierzchniach kontaktowych.
Dokumentacja Unitree opisuje układ czujników jako obejmujący czujniki w dłoni i wiele stref czujników na opuszkach palców.

Czujniki dotykowe poprawiają odporność manipulacji, dostarczając bezpośrednią informację zwrotną o gdzie występuje kontakt, jak silny jest, i jak zmienia się w czasie, co jest trudne do wiarygodnego wnioskowania tylko na podstawie wzroku.

Kompaktowa struktura dla integracji humanoidalnej

Dex3-1 jest zaprojektowana tak, aby pozostać wystarczająco lekka do użycia w ramionach humanoidalnych. Specyfikacje dostawcy powszechnie opisują masę ~710 g i wymiary około 175 × 88 × 77 mm, wspierając integrację bez nadmiernego zwiększania bezwładności nadgarstka.

Technologia i specyfikacje

Stopnie swobody (DOF)

Konfiguracja Dex3-1 wymieniona dla platformy Unitree G1 określa 7 całkowitych aktywnych stopni swobody, rozłożonych na:

• Kciuk: 3 DOF

• Palec wskazujący: 2 DOF

• Palec środkowy: 2 DOF

Ten rozkład DOF umożliwia kształtowanie chwytu i koordynację palców wzdłuż kilku osi stawowych bez złożoności pełnej pięciopalczastej ręki.

Podejście do aktywacji (stawy kontrolowane siłą)

Opisy produktów powszechnie identyfikują strukturę ruchu jako:

• 6 mikro bezszczotkowych stawów kontrolowanych siłą z bezpośrednim napędem

• 1 mikro bezszczotkowy staw kontrolowany siłą z przekładnią

Aktywacja z bezpośrednim napędem często wiąże się z mniejszym luzem i lepszą responsywnością w regulacji siły/ momentu, podczas gdy przekładnia może być używana tam, gdzie potrzebne jest kompaktowe mnożenie momentu.

Specyfikacje czujników ciśnienia dotykowego (wersja dotykowa)

Specyfikacje dotykowe Dex3-1 firmy Unitree obejmują:

• Całkowita liczba czujników ciśnienia: 33 (opisane jako 9 modułów w sumie 33 czujników)

• Zakres percepcji: 10 g do 2500 g

• Maksymalne obciążenie (nienaruszone): 20 kg

Te wartości wskazują, że system dotykowy jest zaprojektowany do wykrywania lekkich kontaktów, jak i silniejszych sił nacisku bez uszkodzeń w określonych granicach.

Warunki pracy termiczne i środowiskowe

Wersja dotykowa podaje zakres temperatury pracy:

• -20°C do 60°C

Wartości odniesienia dla warunków obciążenia

Unitree opisuje testy warunków obciążenia (chwytanie sztywnego obiektu o średnicy 5 cm w temperaturze pokojowej) wskazując:

• Maksymalna waga: 500 g

• Maksymalna moc: 400 W @ 3 s

Takie wartości są zazwyczaj używane jako punkty odniesienia wydajności, a nie uniwersalne gwarancje dla wszystkich rozmiarów obiektów i warunków tarcia.

Komunikacja i telemetria

Dokumentacja dotykowa Dex3-1 firmy Unitree opisuje interfejs danych o wysokiej częstotliwości, w tym:

• Stawka komunikacji: 1000 Hz
  Zawiera również pola informacji zwrotnej, takie jak pozycja stawu, prędkość, moment, temperatura, napięcie/prąd, i wartości ciśnienia czujników, odzwierciedlając swoją rolę jako komponentu gotowego do badań nad manipulacją.

Dokumentacja dewelopera Unitree omawia również kwestie bezpieczeństwa operacyjnego dla zręcznej ręki, aby uniknąć zakłóceń podczas ruchu robota.

Aplikacje i przypadki użycia

1) Badania nad manipulacją humanoidalną i uczenie się oparte na chwytaniu

Wersja dotykowa Dex3-1 jest szczególnie istotna dla laboratoriów budujących systemy manipulacji z wykorzystaniem uczenia przez naśladowanie lub uczenia przez wzmocnienie. Informacja zwrotna dotykowa może poprawić jakość danych i wskaźniki sukcesu w zadaniach takich jak:

• chwytanie nieznanych obiektów

• dostosowywanie chwytu w przypadku poślizgu

• manipulowanie przedmiotami z częściowym zasłonięciem

• zachowania bogate w kontakt, takie jak pchanie, naciskanie i kontrolowane umieszczanie

Ponieważ system zapewnia zarówno stawy kontrolowane siłą, jak i rozproszone czujniki kontaktu, może wspierać eksperymenty wymagające precyzyjnego dostosowywania siły chwytu, a nie tylko opartego na pozycji zamykania.

2) Edukacja, szkolenie robotyki i platformy demonstracyjne

W środowiskach edukacyjnych dotykowy Dex3-1 może być używany do demonstrowania:

• planowania chwytów i koordynacji wielopalczastej

• fuzji czujników między wzrokiem a dotykiem

• pojęć kontroli siły i bezpiecznego obchodzenia się

• progów wykrywania kontaktu i mapowania dotykowego

To czyni go użytecznym dla zaawansowanych programów robotyki skoncentrowanych na manipulacji humanoidalnej, a nie tylko na lokomocji.

3) Prototypy pilotażowe w zakresie obsługi przemysłowej i interakcji z narzędziami

Podczas gdy wiele zadań automatyzacji produkcji wykorzystuje wyspecjalizowane chwytaki, zręczne ręce są cenne w wczesnych pilotażach i próbach wykonalności z udziałem mieszanych obiektów. Przykłady obejmują:

• obsługę małych komponentów w różnych orientacjach

• trzymanie instrumentów lub narzędzi inspekcyjnych

• interakcję z uchwytami, przełącznikami lub urządzeniami testowymi (w zależności od scenariusza)

Dotykowa ręka może również wspierać stabilniejsze trzymanie przedmiotów o niepewnym tarciu lub niespójnej geometrii.

4) Zadania interakcji przypominające ludzkie

Zręczność trzech palców i czujniki dotykowe mogą wzbogacić interaktywne demonstracje, takie jak:

• podnoszenie i przekazywanie małych obiektów

• stabilne trzymanie podczas ruchu humanoidalnego

• delikatne umieszczanie w pojemnikach lub oznaczonych obszarach

Te scenariusze podkreślają nie tylko sukces chwytu, ale także płynność i niezawodność, co może poprawić informacja zwrotna dotykowa.

Zalety / Korzyści

Świadomość kontaktu dzięki zintegrowanym czujnikom dotykowym

Wersja dotykowa 33 czujniki ciśnienia zapewnia wyraźny pomiar kontaktu i rozkładu ciśnienia, umożliwiając bardziej odporną obsługę niż systemy polegające tylko na wzroku lub wnioskowaniu na podstawie prądu silnika.

Poprawiona stabilność chwytu dzięki stawom kontrolowanym siłą

Podejście do aktywacji kontrolowanej siłą może pomóc w regulacji ciśnienia chwytu, poprawiając stabilność, gdy obiekty się przesuwają lub gdy ruch ramienia wprowadza siły zakłócające.

Kompaktowy rozmiar i przyjazna dla humanoidów waga

Przy około 710 g z kompaktową obudową, Dex3-1 jest zaprojektowana tak, aby pasować do nadgarstków humanoidalnych, nie powodując nadmiernego spowolnienia ruchów ramion ani trudności w dostosowywaniu.

Informacja zwrotna o wysokiej częstotliwości odpowiednia dla R&D

Wymieniona 1000 Hz stawka komunikacji i bogate pola telemetrii wspierają zaawansowaną kontrolę, rejestrowanie i eksperymenty manipulacyjne w czasie rzeczywistym.

FAQ

Czym jest dotykowa zręczna ręka Unitree G1 Dex3-1?

Wersja Dotykowa zręczna ręka Unitree G1 Dex3-1 to robotyczna ręka z kontrolą siły z trzema palcami dla humanoidalnego robota Unitree G1, z 7 DOF i 33-czujnikowym systemem ciśnienia dotykowego do chwytania z uwzględnieniem kontaktu.

Jak działa G1-DEX3-3FINGERHAND-TACTILE?

Używa mikro bezszczotkowe stawy kontrolowane siłą (głównie bezpośredniego napędu) do poruszania stawami palców, regulując siłę chwytu. Układ dotykowy mierzy ciśnienie w dłoni i na opuszkach palców, umożliwiając dostosowania chwytu oparte na informacji zwrotnej.

Dlaczego czujniki dotykowe są ważne dla manipulacji humanoidalnej?

Czujniki dotykowe pomagają robotowi wykrywać lokalizację kontaktu i ciśnienie, poprawiając niezawodność chwytu, gdy wzrok jest niedoskonały lub gdy obiekty się ślizgają. Jest to szczególnie cenne w badaniach, zmienności obsługi w rzeczywistości i delikatnej interakcji z obiektami.

Jakie są główne korzyści z dotykowej zręcznej ręki Dex3-1?

Główne korzyści to 33 czujniki ciśnienia, chwytanie kontrolowane siłą, kompaktowy rozmiar i informacja zwrotna o wysokiej częstotliwości odpowiednia dla zaawansowanej kontroli i procesów badawczych.

Podsumowanie

Wersja Unitree G1 Dex3-1 Ręka dotykowa z kontrolą siły 3-palczasta (Wersja dotykowa) (G1-DEX3-3FINGERHAND-TACTILE) jest modułowym końcowym efektem humanoidalnym zaprojektowanym w celu umożliwienia praktycznej manipulacji poprzez 7 DOF artykulacji palców, aktywację stawów kontrolowanych siłą, i 33-czujnikowy system ciśnienia dotykowego.Z informacją zwrotną o wysokiej częstotliwości (wymienioną na 1000 Hz) i kompaktową, przyjazną dla humanoidów formą, jest szeroko pozycjonowana do badań nad chwytaniem, edukacją i prototypowaniem, gdzie kontrola uwzględniająca dotyk poprawia niezawodność i realizm w interakcji z obiektami.