前言


在科幻电影《钢铁侠》里,我们看到一个场景:在人工智能系统贾维斯的控制下,工业机械臂伸缩、旋转、升降、焊接、穿梭,协助托尼完成了钢铁侠的机甲开发以及方舟反应堆的更新。由于小编本人是一名创客,喜欢研究折腾各种高科技产品,所以在看完钢铁侠以后,就有动手实现智能机械臂的冲动。于是泡论坛,逛淘宝,参加工业博览会,研究工业机器人:瑞典的 ABB,日本的 Fanuc,德国的 Kuka......虽然工业机器人技术日趋成熟,成为一种标准设备在工业界得到了广泛应用,但是昂贵的价格让平常人难以接触,拥有机械臂最后成了一个奢侈的梦想。而国内90后创业团队创造了一个高精度、 重复精度高、 基于步进电机、 基于 Arduino 的桌面型机器人手臂,将工业级的产品带入了消费品市场。


Dobot机械臂


《钢铁侠》研发钢铁侠机甲


Dobot机械臂


上海新国际会展中心展示的工业机器人



包装及外观


Dobot 的包装外层用的是瓦楞纸,里面则是商业包装:简约而不失时尚,方正却不失大气。从瓦楞纸箱拿出来的是以灰色和黑色色调为主的包装纸盒,虽然不艳丽,但是依旧透露着这款产品高端的气质。其一侧印有 DOBOT 的 Logo,以及"Bring the industrial robots to each maker's home";另外一侧印的则是 Dobot 产品。


Dobot机械臂


开箱以后,我们可以看到 Dobot 以及配件整整齐齐的被泡沫固定在箱子当中。


Dobot机械臂


小编申请到的是基础版本的 Dobot,从图中我们可以看到 Basic 版包括 Dobot 机械臂主体、机械爪、真空吸盘、控制盒、角度传感器、蓝牙模块、电源及电源适配器、USB 线等,另外还有以下配件:


1、工具包(螺丝及螺丝刀)。

2、配件包1(夹笔器、激光头座、底座吸盘、气泵吸盘、束线器)。

3、配件包2(舵机线、激光)。

4、笔,墨水。


Dobot机械臂


如果购买 Dobot Pro 版本,我们可以解锁更多功能。在官网和淘宝上,我们可以看到专业版还增加了电钻、Leap Motion 体感控制器和 EEG 信号检测套装。


Dobot主要由机械臂主体和控制盒两部分组成,控制盒相当于人的大脑,机械臂主体相当于人的手臂,从而完成书写,绘画,抓握等复杂的动作。


Dobot 机械臂主体机械结构部件是由CNC高强度数控中心高精密切割而成,精简的直线条勾勒出简约大气的轮廓;轻便的铝制机身,历经喷砂、阳极氧化、中和、染色等7道先进的着色技术,使机械臂经典色泽透漏着典雅的气质,方正的传统而不失浪漫质感。


Dobot机械臂


从 Dobot 官网获得参数如下:4轴,负重 500g,最大距离 320mm,位置重复精度达到±0.1 mm。其基础尺寸大小为170mm×150mm,非常的适合桌面运作。


Dobot机械臂


控制盒尺寸为 150mm×130mm×58mm,麻雀虽小五脏俱全,控制盒主要是由 Arduino Mega2560/FPGA Actel proasic3,UART/Bluetooth,继电器/气泵,步进电机驱动等4部分组成。


Dobot机械臂


打开控制盒,我们可以清晰的看到各个模块,Arduino Mega2560/FPGA Actel proasic3 作为控制核心,实现了机械臂的复杂算法,控制继电器实现气泵的开关,驱动步进电机实现机械的物理运动,通过蓝牙模组和 UART 串口实现数据通信。


Dobot机械臂


小编不惭,曾经也做过步进电机的控制系统,如下图所示,其数字开关电源部分就已经超过了 Dobot 控制盒的大小,所以我不得不佩服 Dobot 团队的设计以及技术能力。


Dobot机械臂


使用体验


[应用UI]


Dobot 手机端的控制软件非常简洁,连接完蓝牙操作以后,我们可以执行 Up、Down、顺时针旋转、逆时针旋转、上下左右运动,还可以执行机械爪的 Grab、Release 操作,最重要的是,我们可以通过 SeekBar 进行速度的调整。


Dobot机械臂


Dobot PC 端的控制软件也非常的好用,通过 Dobot Client,我们不仅可以选择点动模式,调整速度,进行4轴的独立控制,控制气泵和爪子,而且还能进行循环控制,实现机械式动作。


Dobot机械臂


通过 DobotApplication,我们还可以实现教学模式,鼠标控制,手势控制,更重要的是我们还可以通过 Write 功能,借助毛笔、激光、签字笔将设计的文件、图像画出来。


Dobot机械臂


Dobot机械臂


Write 里面可以通过 TextDesign 设计文字,小编通过这个工具实现了“极果网”三个文字的打印。


Dobot机械臂


[功能]


1、手机控制


测试了几款手机,软件非常的易用上手。目前发现两个问题: 

    

1) Android 6.0 系统暂时不支持,因为无法通过蓝牙扫描到 Dobot 设备。

2) 蓝牙操作设备的时候,有时候会失联,需要我们在 Setting 里面手动断开蓝牙连接,重新匹配。


2、PC 控制


PC 端的软件目前测试下来,也发现了一个问题:在操作完一定的动作以后,譬如用激光,笔写完字以后,PC 端应用无法控制机械臂。通过官网升级最新的 FirmWare 后,该问题依旧存在。


经过多次测试,我发现这个问题出现以后,需要按以下方式进行重连才能恢复:


1) 关闭 PC 端所有 Dobot 相关软件

2) 关闭控制盒电源

3) 重新打开 PC 端 Dobot 相关软件

4) 控制盒上电


Dobot机械臂


3、气泵


Dobot 带有气泵,控制器通过继电器开关气泵电机,电机又通过橡胶吸管与机械臂末端的吸盘相连,从而实现对光滑表面物体的吸附操作。


Dobot机械臂



4、激光


Dobot 还具有激光雕刻功能,这个需要特殊的雕刻材料。


Dobot机械臂



5、签字笔、毛笔的使用


Dobot 安装上签字笔、毛笔以后,我们可以自己设计字体,将我们的字通过 Dobot 画出来。官方也提供了很多参考例子供我们测试使用,他们是以 plt 文件格式保存的。


plt 格式是 AutoCAD 的一种输出格式,这意味着我们可以通过 AutoCAD 进行设计,通过 Dobot 打印输出。


下面两幅图分别安装了毛笔、签字笔,第一幅是小编偷懒了,推荐玩家创客按第二幅图来,因为第一幅会引入误差,导致写出来的字精度不高。


Dobot机械臂


Dobot机械臂


通过 Dobot 写出来的“极果网”文字:


Dobot机械臂



6、机械抓


机械抓部分是通过舵机实现的。



[其他应用]


遥控器测试


由于 Dobot 的重复定位精度可以做到 0.2mm,多重操作也不容易出现偏离和误差,非常适合于一些精细机械化的操作,我们公司之前就众筹了一款 Dobot,目前主要用于遥控器按键测试。




优缺点总结


优点:


1、方便易用:实现了PC端鼠标,手机APP,脑电波(EGG)控制,语音控制,手势传感器,体感控制,视觉识别等控制方式。

2、功能丰富:Dobot可以画、写、移动、抓握东西,还能3D打印物品和食品。

3、外形时尚:做工精细,体积小,适合个人使用。

4、运行流畅:运行速度流畅平滑安静。

5、高重复定位精度:定位精度达到0.2毫米,便于做重复机械式的动作。

6、技术开源:用户可以了解机器人技术和编码,自行修改、定制或者改进,并将其用于自己的项目。


缺点:


1、蓝牙传输距离短,建议改成wifi模块控制。

2、手机 App,PC 端 Application 经常会与 Dobot 控制系统失联,需要重新蓝牙配对/Dobot 主机 Reset。


后记

 

Dobot 的开源机械臂,不愧是一款具有4轴高精度、高重复定位精度、带步进电机、基于 Arduino 的机械臂,而且是一款功能丰富,控制方式多样,达到了工业机器人性能,能让用户施展更多创意的艺术品。相信在不久的将来,桌面式机械臂会像 PC 一样进入千家万户,开启个人机械臂时代。


在试玩过程中,通过官方论坛,QQ 群,微信群得到了 Dobot 团队的技术支持和帮助:他们耐心的指导,通俗易懂的回答使我受益匪浅。


最后,希望 Dobot 公司今后的产品越做越好,为我们提供更加智能便捷的机械臂!衷心的感谢极果提供的如此优秀的智能产品体验!


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