为恶劣环境设计的机器人

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在接下来的文章中，我们将讨论一家公司如何使用创造性的设计技术和在线配置工具，为他们的最新机械臂和抓手提供定制的电机和齿轮头，能够适应各种各样的应用。

蓝图实验室的首席执行官保罗·菲利普斯将他对机械电子工程的热情与他对冲浪和海洋潜水的热爱结合起来。该公司位于澳大利亚悉尼郊区，设计和制造能在海底恶劣环境下工作的产品。Paul表示:“我在早期就意识到，水下车辆制造商需要专门的硬件来执行远程操作任务。开发这样的工具本身是非常昂贵和复杂的。蓝图实验室团队“热爱技术胜过一切”，这也是我们致力于发明技术创新产品的原因。我们热爱我们所做的事情。”

该公司的机器人操纵器和抓手的独特卖点是尺寸。据保罗介绍，Reach Alpha 5是世界上最小的ROV机械手。蜷缩时,只有~ 23 x15x4cm (~ 9 x6x1.5-inches)——~ 58厘米(~ 23英寸)在充分扩展动态范围的~ 40厘米(约16英寸)。臂能承受2kg(~2磅)的重量，额定轴向载荷100kg(~220磅)。末端执行器闭合力约为600N。该设备可在300米(近1000英尺)深的水下作业。

Reach Alpha 5是一种全电动设备，可在18-30 VDC下运行。该系统通过标准的RS232/RS485协议快速、易于集成。该单元提供泄漏检测，在车辆发射前安心。可互换的末端执行器包括标准钳夹、四爪钳、专用恢复钳、针鼻钳、软爪、平行爪和绳索钳。该单元主要由硬质阳极氧化al6061铝制成。双臂和末端执行器都可以由不锈钢制成，以适应更恶劣的环境，并在需要增加强度的地方。

Reach Alpha 5是由maxon DCX 16mm电机和行星齿轮．电机是集成在一个并排的安排，以便他们能够在两个方向有效地驱动。一个内部设计的控制器适合之间的电机，以保持紧凑的安排。螺旋形齿轮组件，也在内部设计，作为最终的驱动元件。系统的反馈由内置的霍尔效应绝对位置编码器提供。“对于扭矩更高的接头，我们使用高扭矩变速箱，因为它们增加了负载能力。对于其他接头，如抓取器和直列旋转电机，标准DCX组件就足够了。

Paul说:“因为我们在内部为我们的产品开发硬件、固件和软件，我们能够为我们的客户提供更高水平的优化、可服务性和支持。”该公司面临的最大挑战是将产品从原型开发阶段带到生产阶段。为了在生产中提供客户所需的一致性、过程能力和可重复性，每次都要做到尽善尽美是必要的。因此，蓝图实验室认为马克森的主要优势之一是他们的在线配置器定制电机-生产11天-允许客户24/7订购电机。然后按照市场需求以生产水平交付产品。

maxon DCX程序包括电机，提供高功率密度，高效率和平稳运行的电机线。电机可在线配置尺寸从6mm到35mm。客户可以选择贵金属或石墨刷，球或烧结轴承，以及更多在一个包含或无框包装。maxon允许用户根据各自的规格配置和组合直流或无刷直流电机、行星齿轮头和传感器。通过不同世代的产品，电机和传动比的变化，更好地满足客户的要求，提高了稳健性。Paul表示:“DCX系列无需任何机械设计，即可实现这些无缝变化。

例如，在执行器的开发阶段，该公司可能会在网上订购多达20种电机品种，然后才确定正确的产品。这实际上为公司节省了资金，因为研究时间要贵得多。另外，它允许Blueprint在选择之前测试所有可用选项。

在与maxon的Bianca Braun和Brett Motum的头脑风暴会议中，他们提出了更多的想法。在会议期间，Paul和他的团队把maxon控制器作为一个主题。该公司的一个最初愿望是合并一个精简版的马克森的ESCON伺服放大器，以适应电机直径。谈话进一步转入了工程师可以配置控制器的方法。设计师将从电机控制器硬件中选择已经存在的特征，然后在线配置控制器的形状。“马克森对新思想的开放态度很重要，”保罗说。

该公司的机器人机械手大多应用在难以触及或危险的位置。这些装置用于rov上进行搜索和回收作业，对石油和天然气作业进行海上基础设施检查，为海洋科学研究收集样本，以及在军事和民用应急人员的特别回收行动中。除了在海洋下进行研究外，Reach Alpha 5还可以用于警察和军事行动，如炸弹处理机器人，以及石化和核操作的近距离视觉检查。

Reach Alpha 5内部核心技术的积累为Blueprint Lab提供了比其他公司更强大的技术优势，同时他们扩展到更广泛的市场，如核能、石化、土地和航空航天应用。“我们一直在考虑未来的发展，”保罗解释说。例如，机器学习算法是该公司的热门话题，因为他们正在最新产品中实现硬件，这将帮助他们进入人工智能的未来。

Blueprint Lab是一家具有前瞻性的、精通技术的公司，拥有20多名热爱自己工作的富有创造力的工程师。保罗承认，他希望看到更多女性工程师申请加入公司。他说:“如果能在澳大利亚看到更多的女性机电工程师，那就太好了。”“我们一直在寻找有活力的人，而目前机器人行业的女性毕业生实在太少。”

当你把正确的工程师和正确的产品组合在一起时，你会发现惊人的成就。Blueprint Lab的任务是在他们的产品中加入像maxson电机这样的精密部件。随着使用机械臂和抓手的各种远程操作车辆的增长，Blueprint Lab这样的公司在未来几年将有一席之地。

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