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技术前沿
3D空中抓取
费斯托发布最新仿生项目,突出空中抓取功能
材料来源:FESTO           录入时间:2016/5/3 11:53:50

在2016年4月25日-29日举行的汉诺威工业博览会上,费斯托仿生学习网络携两大全新研究项目精彩亮相。FreeMotionHandling飞行辅助系统可抓取物体朝任意空间方向自由移动。3D Cocooner项目从“数字制造”和轻量化设计等最新生产技术中汲取灵感,与自然界中的动物吐丝原理完美结合,可在三维空间自由构建任意形状和结构。

飞行和抓取一直是费斯托仿生学习网络的研究重点。通过FreeMotionHandling 无人机,研发人员首次在同一技术载体中实现两大功能的结合。
    
FreeMotionHandling—具有抓取功能的球形无人机

该室内球形无人机由一个超轻碳环和八个自适应螺旋桨构成,中央是一个可旋转氦气球体,配有集成夹紧元件。球体配备机载智能电子元件,依靠室内GPS协调,可自主朝任意方向移动,抓取物体并将其放置于适当位置。FreeMotionHandling球体无需人员操控,但操作人员可随时与球体轻松安全地进行互动。这为未来工作空间开启全新视角:此类球体可充当员工的空中辅助系统,承担高空作业或在大型仓库空中传递设备。

FreeMotionHandling球体研发过程中,工程师运用了仿生学习网络的两大研发成果:FreeMotionHandling球体抓取机制基于通用型FlexShapeGripper项目,以变色龙舌头作为自然样板。氦气球体则进一步对eMotionSpheres项目进行拓展。


飞行辅助系统实现空中抓取

FreeMotionHandling球体出众之处不仅在于其独特飞行特征,更因其可完成最高180度旋转,将抓取物体朝任意空间方向自由移动。与普通配置抓取器的四轴飞行器不同,FreeMotionHandling球体不仅可从上往下靠近物体,更可从不同角度抓取物体。接近目标物体时,球体可借助两个摄像头自主进行路径规划:一个摄像头位于抓取元件内,另一个紧靠其外壳。球体外部配有一台微型电脑,不间断分析两个摄像头传输的信号。通过神经网络预先调整球体软件,可在任何照明条件和角度下自动识别待抓取物体。

3D Cocooner——喷丝器仿生结构

建筑作品通常是人类杰作,但动物世界亦存在令人惊艳的设计。举例而言,非洲织巢鸟使用树叶树枝织出颇具艺术感的精美巢穴,巢中居住数百只鸟,耐用时间长达数代。蜜蜂、黄蜂和白蚁巢穴层层相扣,蜘蛛和毛虫则用丝线编出令人惊叹的复杂结构。蜘蛛和毛虫体内产生一种液体,该液体一旦暴露在空气中便会聚合固化成一股强韧丝线,然后编织成捕虫网或虫茧。费斯托从中汲取灵感,依托仿生学习网络打造3D Cocooner设备。该设备模仿毛虫使用喷丝头喷出玻璃纤维,依据需求定制轻量化结构。喷丝器通过抓取系统实现精准控制,带粘性的玻璃纤维外面涂覆一层UV固化树脂,喷射后通过不断连接而构建复杂结构。然而,有别于传统层叠堆积的3D打印方式,3D Cocooner设备产生的结构无法堆层,但可在三维空间自由构建任意形状和结构。


高速抓取系统实现精准控制和敏捷性

3D Cocooner的抓取系统为水平安装的EXT-45型三脚架。其三臂平行运动设计可在三维空间内精准迅速控制,敏捷性能亦满足任务要求。通过3D Cocooner,虚拟设计软件直接向机器发出制造指南。由此,物体可直接经由数字链从最初理念设计阶段贯穿至成品的打造,无需经过以往销售、生产和物流步骤。    

仿生学习网络

仿生学习网络是费斯托在开展技术教育与培训工作方面的一个范例。通过与学生、著名大学、研究机构和开发型企业合作,费斯托对项目给予资助,同时辅以测试和技术载体。其目标是借助仿生学让自动化运动过程更具效率和成效。仿生学习网络为解决复杂任务提供绝佳方法。

与SMT制造的关联性 (ADD)

Festo仿生项目是Festo与大学、研究机构以及企业伙伴进行良好的合作,并开发出独特的未来概念。这些概念展现了大自然原型对于自动化技术领域全新解决方案的启发作用。

最新发布的FreeMotionHandling飞行辅助系统当中包含了自动化行业,当然也包含SMT行业,在工业4.0大背景下可以前瞻到的未来技术,比如:依靠智能电子元件自主定位、移动,自主判断识别,柔性抓取,安全人机互动,智能高空作业等。

3D Cocooner的抓取系统的三臂平行运动设计可在三维空间内精准迅速控制,敏捷性能亦满足任务要求。抓取和移动也是SMT行业中最基础最广泛的应用,通过3D Cocooner,虚拟设计软件直接向机器发出制造指令,由此,物体可直接经由数字链从最初理念设计阶段贯穿至成品的打造。(SMTC@ACT)

 
关于费斯托

费斯托成立于1925年,是自动化技术领域的全球领先厂商,也是基础和高级技术培训的全球市场领袖。公司总部位于德国埃斯林根,是一家独立的家族企业。费斯托集团业务遍及全球200个行业,为超过30万的客户提供领先的气动和电驱动技术及全面解决方案。同时,Festo Didactic为全球超过4万名客户提供先进的工程培训设备及课程。2015年费斯托集团销售额达到26.4亿欧元,在全球250个国家和地区有18,700名员工。

费斯托在中国的业务始于1985年。目前在大中华区设有42个销售和服务中心,位于上海的亚太技术中心和大中华区解决方案中心为区域内客户提供定制产品和方案,在济南和上海的全球生产中心、位于济南的中国物流中心、以及位于广州的华南配送中心为提升中国市场供应和服务提供保障。费斯托为中国市场提供工厂自动化和过程自动化的气动和电动技术及全面解决方案,主要服务于汽车、橡塑、食品饮料包装、电子和轻型装配行业,水/污水处理以及生物技术/制药等行业。同时,Festo Didactic(工业培训) 为大中华地区600 多个教育合作伙伴、大学、职业院校和工业培训中心提供支持——培训内容从基础课程到技术学习中心的“交钥匙”成套设备。目前公司在中国有约2,000名员工。
 


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