大象机器人是什么?

大象机器人(Elephant Robotics)是一家专注于研发、制造和销售协作机器人的公司。与传统的工业机器人不同,协作机器人(Cobots)设计用于在人类工作空间内安全地与人协作。大象机器人的产品线尤其侧重于桌面级和轻量级协作机器人,体积小巧,易于部署和操作,通常适用于教育、科研、轻工业以及商业服务等领域。

你可以将大象机器人理解为一系列高度集成、易于上手、具有一定智能感知能力的机械臂和相关配套设备。它们不仅仅是执行预设指令的机器,更强调与环境和操作者的互动与安全性。

为什么要选择大象机器人?

选择大象机器人通常基于以下几个核心优势:

  • 协作与安全: 这是最突出的特点。它们配备了力矩传感器等安全机制,能够在感知到碰撞时立即停止或减速,可以在没有安全围栏的情况下与人一同工作,大大提高了人机协作的灵活性和效率。
  • 易于上手与编程: 大象机器人提供了多种编程方式,从直观的图形化编程(如MyBlockly)到高级的API接口(支持Python、C++、ROS等),使得没有专业机器人背景的人也能相对容易地进行操作和开发。许多型号支持“拖动示教”,即直接手动拖动机械臂来记录轨迹。
  • 紧凑与轻量化: 大部分产品设计为桌面型或小型设备,占地面积小,易于搬运和部署,非常适合空间有限的实验室、教室或小型工作站。
  • 高性价比: 相较于传统的工业协作机器人,大象机器人的价格通常更为亲民,降低了机器人自动化的门槛,尤其受到教育机构、科研团队以及小型企业的青睐。
  • 开放性与可扩展性: 平台通常是开放的,支持安装各种末端执行器(如夹爪、吸盘、写字笔、摄像头等),并且提供了丰富的接口和SDK,便于与其他设备或系统集成。
  • 应用广泛: 其特性使其非常适合进行教学演示、科学实验、原型快速验证、轻量级组装、物料搬运、质量检测、艺术创作甚至咖啡拉花等多种任务。

大象机器人在哪里可以找到和购买?

大象机器人的产品主要在以下渠道流通:

  • 官方网站: 这是最直接的购买渠道。在大象机器人的官方网站上,你可以找到所有在售型号的详细信息、技术规格、价格以及直接在线购买的选项。官方网站也提供技术支持和文档下载。
  • 全球分销商和代理商: 为了服务不同地区的客户,大象机器人在全球范围建立了广泛的分销商网络。你可以在其官方网站上查找你所在地区或国家是否有授权的代理商,通过代理商购买通常更便捷,尤其是在涉及本地服务和物流时。
  • 部分线上电商平台: 在一些大型的国际或本地科技类电商平台,有时也能找到大象机器人的产品,但这需要确认卖家是否为官方授权或信誉良好。
  • 教育和科研采购平台: 许多学校和科研机构会通过专门的教育设备或实验室仪器采购平台来批量购买大象机器人。
  • 科技展会和活动: 在一些机器人、自动化或教育科技相关的展会上,大象机器人通常会设展位进行展示和销售。

可以在哪里看到? 除了购买渠道,你还可以在以下场合看到大象机器人的身影:

  • 高校的机器人实验室或创客空间。

  • 职业培训学校或教育机构的机器人课程中。

  • 一些轻工业工厂或自动化产线中进行演示或实际应用。

  • 科技博物馆或科普展览。

  • 开发者社区的线上分享视频或项目演示中。

大象机器人的价格大致是多少?

大象机器人的价格范围相对较广,取决于具体的型号、配置(例如轴数、是否包含末端执行器、是否有视觉模块等)以及购买渠道。其定价策略旨在实现协作机器人的普及化,因此价格通常比传统的工业协作机器人要低很多。

  • 入门级或教育型号: 例如一些精简版或轴数较少的型号(如myCobot Pi、myCobot 280 M5等),价格可能在几百到一千多美元的范围内。这类型号功能相对基础,非常适合个人学习、学生项目或基础的教学演示。

  • 主流型号: 如 myCobot 280 的标准版、mechArm 270 等,功能更全面,通常是6自由度(DOF),性能更稳定,价格可能在一千多到三千多美元的范围内。这是许多实验室和小型工业应用的首选。

  • 高性能或特殊型号: 例如负载能力更大、精度更高、轴数更多(如7自由度)或集成特定功能的型号,价格可能会达到三千到五千美元甚至更高

  • 配件和套件: 各种夹爪、吸盘、相机模块、底座、力矩传感器等配件价格另计,从几十到几百美元不等。购买包含多种配件的套件通常会比单独购买更划算。

需要注意的是,这里的价格仅为大致参考范围,实际价格会因地区、汇率、税费、运输以及购买时的促销活动而有所不同。最准确的价格信息应通过官方网站或授权分销商获取。

如何对大象机器人进行编程和控制?

大象机器人提供了非常友好的多种编程和控制方式,以适应不同用户的技能水平和应用需求:

图形化编程:MyBlockly

对于初学者或进行基础任务,最推荐使用基于 Blockly 的图形化编程界面——MyBlockly。

  • 原理: 通过拖拽积木式的代码块来组合指令,每个积木块代表一个特定的动作或功能(如移动到某个位置、控制夹爪开合、延时等)。

  • 优点: 直观易懂,无需编写代码,适合儿童、学生或非专业背景人士快速入门。

  • 操作: 通常通过连接电脑或机器人自带的屏幕(部分型号)进入 MyBlockly 界面,搭建逻辑块后上传到机器人执行。

文本编程:Python、C++、ROS

对于有编程基础的用户或需要进行复杂控制、算法开发、与其他系统集成,大象机器人提供了丰富的API和SDK。

  • Python API: 提供了简单易用的 Python 库,可以直接在电脑上编写 Python 脚本来控制机械臂的运动、获取传感器数据、控制末端执行器等。Python 广泛应用于AI、数据处理等领域,易于结合进行更智能的应用开发。

  • C++ API: 提供更高性能的控制接口,适合对实时性或计算效率要求较高的应用。

  • ROS (Robot Operating System) 集成: 大象机器人的许多型号对 ROS 提供良好支持。ROS 是一个灵活的框架,用于编写机器人软件,通过 ROS 可以方便地集成导航、感知、路径规划、多机器人协作等高级功能。这对于科研和复杂的机器人项目至关重要。

  • MyStudio 软件: 这是一个集成了多种功能的官方软件平台,包括固件升级、参数配置、简单的控制测试以及集成开发环境入口等。

拖动示教(Drag-to-Teach)

这是一种非常便捷的非编程方式。

  • 原理: 在解锁机械臂关节后,操作者可以直接用手拖动机械臂到达目标位置或沿着预设路径移动。

  • 操作: 通过特定的按钮或软件指令进入示教模式,手动移动机械臂到关键点,然后记录下这些位置。最后,可以通过编程指令让机器人重复这些记录的点或路径。非常适合点到点移动或简单轨迹任务。

其他控制方式

部分型号可能还支持:

  • 上位机软件控制: 通过电脑端的特定软件界面进行参数设置和简单的指令发送。

  • 手机 App 控制: 提供基本的移动控制功能。

  • 外部控制器: 通过 Modbus TCP/IP 等工业通信协议与 PLC 或其他控制器连接。

总的来说,大象机器人提供了从图形化到高级文本编程再到直观拖动示教的完整控制体系,满足了不同用户的需求。

大象机器人是怎么工作的?核心技术有哪些?

大象机器人作为一个协作机器人系统,其工作原理涉及机械结构、驱动系统、控制系统、感知系统和安全系统等多个层面:

机械结构

  • 由多个关节(轴)和连杆组成,通过关节的旋转或移动实现末端执行器在三维空间内的精确定位。大部分型号采用串联机械臂结构。

  • 关节的数量决定了机械臂的自由度(DOF),通常是6自由度,可以灵活到达空间中的任意位置和姿态;部分型号可能是4轴或7轴,以满足特定的应用需求。

驱动系统

  • 每个关节都由电机驱动,通常是伺服电机。伺服电机可以精确控制旋转角度、速度和力矩。

  • 配合减速器(如谐波减速器),可以将电机的高转速转换为机械臂关节所需的低转速和高力矩,同时保证运动的平稳性和精度。

控制系统

  • 核心是一个高性能的控制器(通常是基于高性能微处理器或单片机)。

  • 控制器接收来自用户编程(MyBlockly, Python等)的指令,计算出每个关节需要运动的角度或速度。

  • 通过复杂的运动学算法(正向运动学和逆向运动学)来计算末端执行器位置与关节角度之间的关系,确保机械臂能够精确到达目标点。

  • 执行轨迹规划算法,使得机械臂能够平稳、高效地从一个点移动到另一个点。

感知系统

  • 关节编码器: 每个关节电机都配有编码器,用于实时监测关节的精确角度位置,是实现精确控制的基础。

  • 力矩传感器或电流传感器: 这是实现协作安全的关键。通过监测关节电机输出的力矩或电流,系统可以感知到机械臂是否遇到了阻碍或碰撞,并迅速做出反应(如停止运动或后退)。

  • 视觉传感器(选配): 集成摄像头可以实现视觉识别功能,如物体检测、定位、颜色识别等,用于执行更复杂的任务,如分拣、目标跟踪等。

  • 其他传感器: 根据应用需要,还可以集成距离传感器、触觉传感器等。

安全系统

  • 除了力矩/电流感知,还包括软件层面的安全限速、安全区域设置、紧急停止按钮等。

  • 设计上考虑了关节的圆润度,避免尖锐结构,减少潜在的伤害风险。

软件与交互

  • 固件: 运行在机器人控制器上的底层软件,负责电机的驱动、传感器数据的处理、运动学/动力学计算等。

  • 软件平台: 如 MyStudio,提供了用户界面、开发工具、调试功能等。

  • 通信接口: 支持 USB、Ethernet、Wi-Fi、Bluetooth 等多种通信方式,方便与电脑、其他设备或网络进行连接。

通过这些组件的协同工作,大象机器人能够感知外部环境,执行用户指令,并在保证安全的前提下完成各种自动化任务。

大象机器人有哪些主要型号和技术参数?

大象机器人推出了多个系列的协作机器人,每个系列下又有不同型号,以满足不同需求。以下是一些主要系列和典型型号的概览:

myCobot 系列

这是大象机器人最受欢迎、型号最丰富的系列,通常为6自由度,以其紧凑、轻量化和易用性著称,非常适合教育和科研。

  • myCobot 280 系列: 这是经典款,臂展约280mm。有多种主控版本(如M5Stack、Raspberry Pi、Arduino、STM32)。
    技术参数(典型值):

    • 自由度:6
    • 有效载荷:250g
    • 工作半径:280mm
    • 重复定位精度:±0.5mm
    • 重量:约 850g
    • 特点:多主控选择,高性价比,广泛用于教育和入门。
  • myCobot 320 系列: 在 myCobot 280 的基础上增加了臂展。
    技术参数(典型值):

    • 自由度:6
    • 有效载荷:1000g
    • 工作半径:320mm
    • 重复定位精度:±0.5mm
    • 重量:约 3kg
    • 特点:更大的工作范围和载荷,适用于更广泛的桌面任务。
  • myCobot Pi / myCobot M5: myCobot 280 的特定主控版本名称,强调其使用的核心处理器。

mechArm 系列

通常轴数较少(如4轴),但设计更紧凑、承载能力相对更强,常用于一些需要更大力量或特定轨迹的桌面任务。

  • mechArm 270 M5 / Pi: 4自由度的机械臂,工作半径约270mm。
    技术参数(典型值):

    • 自由度:4
    • 有效载荷:500g
    • 工作半径:270mm
    • 重复定位精度:±0.1mm
    • 重量:约 1kg
    • 特点:紧凑,精度较高,适合特定的平面或抓取任务。

ultraArm 系列

这一系列引入了直线导轨,常用于需要高速度或高精度的线性运动场景。

  • ultraArm P340: 3自由度或4自由度的直线轴机械臂。
    技术参数(典型值):

    • 自由度:3/4
    • 有效载荷:500g
    • 工作范围:如 X/Y/Z 方向范围 340x340x340mm
    • 重复定位精度:±0.1mm
    • 特点:直线运动,速度快,精度高,适合点胶、取放等任务。

myBuddy 系列

双臂协作机器人,具有更高的灵活性和协作能力。

  • myBuddy 280: 由两个 myCobot 280 机械臂和一个带有屏幕和摄像头的头部组成。
    技术参数(典型值):

    • 自由度:13 DOF (双臂 6+6 + 头部 1)
    • 单臂有效载荷:250g
    • 工作半径:280mm (单臂)
    • 重复定位精度:±0.5mm
    • 特点:双臂协调操作,集成视觉和交互,适用于更复杂的双臂协作任务。

myAGV 系列 (移动机器人)

除了机械臂,大象机器人也提供移动机器人底盘,可以与机械臂结合,形成移动操作平台。

  • myAGV: 差速驱动或麦轮驱动的移动底盘。
    技术参数(典型值):

    • 驱动方式:差速/麦轮
    • 载荷能力:根据型号不同
    • 传感器:雷达、摄像头等(根据配置)
    • 特点:提供移动能力,可搭载机械臂实现移动操作。

以上仅为部分典型型号和大致参数。具体型号的技术参数和配置细节应参考官方网站上的最新资料。选择哪个型号取决于你的具体应用需求,包括所需的自由度、工作范围、载荷能力、精度要求、预算以及希望使用的编程环境。

如何进行安装和初步使用?

大象机器人的设计理念之一就是易用性,所以安装和初步使用过程通常比较简单:

  1. 开箱检查: 收到机器人后,首先核对包装清单,检查所有部件(机械臂本体、电源适配器、数据线、末端执行器、说明书等)是否齐全无损。

  2. 物理连接: 将机械臂底座固定在稳定的桌面上或平台上。连接电源适配器和数据线(通常是USB Type-C 或其他接口)到机器人本体和电脑/控制器。安装所需的末端执行器(如夹爪、吸盘),这通常通过螺丝或快拆接口完成。

  3. 软件安装与配置:

    • 访问大象机器人官方网站下载相应的驱动程序和软件平台 MyStudio。
    • 安装驱动程序,确保电脑能正确识别机器人。
    • 安装并运行 MyStudio。通过 MyStudio 连接机器人。
    • 在 MyStudio 中,你可以检查机器人的固件版本,进行必要的固件升级。配置机器人的一些基本参数,如通信端口。
  4. 初步测试与运动:

    • 使用 MyStudio 或提供的简单控制软件,可以进行关节控制或坐标控制测试,验证机械臂是否能正常响应指令。
    • 尝试使用 MyBlockly 进行第一个简单的图形化程序编写和运行,例如让机械臂移动到几个预设点,或控制夹爪开合。
    • 如果支持拖动示教,学习如何进入示教模式,手动拖动机械臂记录点位并回放。
  5. 查阅文档: 详细阅读官方提供的用户手册、编程手册和API文档。这些文档是解决问题和进行深入开发的重要资源。

  6. 学习资源: 利用官方网站上的教程视频、FAQ、社区论坛等资源,获取更多学习帮助和与其他用户交流。

整个过程注重即插即用和友好的软件交互,旨在让用户能够快速搭建环境并开始控制机器人。

如何利用大象机器人实现抓取、放置等特定操作?

实现抓取、放置等特定操作是使用协作机器人的典型应用。这主要涉及到:

  1. 安装末端执行器: 首先需要为机械臂安装适合抓取或放置任务的末端执行器。常见的有:

    • 电动夹爪: 适合抓取不同形状和大小的物体。
    • 气动夹爪: 需要气泵配合,夹持力较大,响应速度快。
    • 真空吸盘: 适合抓取表面平整光滑的物体。
    • 其他定制工具: 根据特殊物体或任务设计的工具。
  2. 确定关键点位: 需要机器人到达多个关键位置才能完成任务:

    • 抓取准备点: 在物体上方或旁边,准备进行抓取。
    • 抓取点: 正好位于或接触到物体的位置,准备闭合夹爪/吸盘。
    • 抓取后提升点: 抓取物体后向上提起一段距离,避免与周围物体碰撞。
    • 放置准备点: 在目标放置区域上方。
    • 放置点: 将物体放到目标位置。
    • 放置后抬起点: 放置物体后向上提起,脱离物体和放置区域。
    • 安全点/起始点: 任务开始或结束时机器人返回的安全位置。

    这些点位可以通过拖动示教或直接输入关节角度/空间坐标来获取和记录。

  3. 编写控制序列: 使用编程语言(如MyBlockly、Python)编写指令序列来控制机械臂按照预定的顺序执行动作:

    • 移动到抓取准备点。
    • 移动到抓取点。
    • 控制末端执行器(如闭合夹爪或打开真空)。
    • 短暂延时,确保抓取稳定。
    • 移动到抓取后提升点。
    • 移动到放置准备点。
    • 移动到放置点。
    • 控制末端执行器(如打开夹爪或关闭真空)。
    • 短暂延时,确保物体已放下。
    • 移动到放置后抬起点。
    • 返回安全点(可选)。
  4. 集成感知(可选): 如果任务环境复杂或物体位置不固定,可以集成视觉系统:

    • 使用摄像头和视觉算法(如OpenCV、AprilTag识别)来实时检测和定位需要抓取的物体。
    • 根据视觉反馈动态调整抓取点的位置。
    • 识别放置区域或避开障碍物。
  5. 调试与优化: 运行程序,观察机械臂的运动和抓取放置效果。根据实际情况调整点位、速度、延时以及末端执行器的控制参数,直到任务能够稳定可靠地完成。

通过以上步骤,结合大象机器人提供的灵活编程接口和易于操作的特性,用户可以相对快速地实现各种抓取和放置的应用。

总结

大象机器人以其协作性、易用性、紧凑设计和高性价比,为教育、科研和轻量级自动化领域提供了一系列触手可及的机器人解决方案。无论是初学者想要了解机器人技术,还是开发者需要灵活的自动化工具,亦或是小型企业寻求提高效率,大象机器人都是一个值得考虑的选择。通过多样的型号、灵活的编程方式和不断扩展的应用生态,它们正在帮助更多人探索和实现机器人的无限可能。


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