Unitree DEX5-1 i DEX5-1P – pięciopalczaste dłonie robotyczne
Pięciopalczasta dłoń robotyczna
Unitree DEX5-1 – precyzyjna manipulacja w układzie 20 stopni swobody
Unitree DEX5-1 jest pięciopalczastą dłonią robotyczną wyposażoną w 16 aktywnie sterowanych osi oraz cztery sprzężone przeguby końcowe. Rozbudowana kinematyka palców, kontrola siły i boczne wychylenie czterech palców pozwalają dopasowywać chwyt do przedmiotów o zróżnicowanych kształtach. Dłoń może stanowić efektor końcowy między innymi dla robota Unitree H1-2 oraz specjalistycznych stanowisk badawczych.
Układ ruchu palców
16 osi aktywnych + 4 ruchy sprzężone
- Kciuk
- Wskazujący
- Środkowy
- Serdeczny
- Mały
- aktywnie sterowana oś
- przegub sprzężony
Kinematyka pięciu palców
Co oznacza 20 stopni swobody dłoni DEX5-1?
Układ ruchu DEX5-1 obejmuje 16 aktywnie sterowanych osi oraz 4 sprzężone przeguby końcowe. Oznacza to, że dłoń wykonuje ruchy w 20 stopniach swobody, chociaż do jej sterowania wykorzystywanych jest 16 napędów.
Niezależne ustawienie kciuka
Cztery sterowane przeguby pozwalają zmieniać położenie kciuka względem pozostałych palców i tworzyć różne układy chwytu przeciwstawnego.
Po trzy napędy na każdy palec
Palec wskazujący, środkowy, serdeczny i mały mają po trzy aktywnie sterowane osie. Pierwsza z nich umożliwia również boczne wychylenie palca.
Naturalne domykanie palców
Ostatni segment każdego z czterech palców porusza się razem z poprzedzającym przegubem. Pozwala to odwzorować naturalne zginanie palca bez stosowania kolejnego niezależnego napędu.
Rozbudowana kinematyka bez 20 niezależnych napędów
Połączenie osi aktywnych i sprzężonych umożliwia formowanie chwytów precyzyjnych, obejmujących oraz dopasowanych do zakrzywionych powierzchni. Każdy palec może być ustawiany oddzielnie, natomiast końcowe segmenty czterech palców domykają się zgodnie z ruchem sąsiedniego przegubu.
Określenie „20 stopni swobody” opisuje wszystkie możliwe ruchy przegubów dłoni. Liczba aktywnie sterowanych osi wynosi 16, dlatego wartości te nie powinny być używane zamiennie.
Zaawansowana kinematyka dłoni
Błyskawiczna reakcja i elastyczny ruch palców
Pięciopalczasta konstrukcja dłoni Unitree DEX5-1 zapewnia łącznie 20 stopni swobody. Umożliwia to wykonywanie złożonych sekwencji ruchowych, zmianę ustawienia poszczególnych palców oraz precyzyjne dopasowywanie dłoni do kształtu chwytanego przedmiotu.
Każdy z pięciu palców może zostać wymieniony oddzielnie, co ułatwia obsługę serwisową oraz ogranicza zakres prac wymaganych przy wymianie pojedynczego modułu.
Adaptacyjne dopasowanie chwytu
Boczne wychylenie palców dla pewniejszego chwytu
Cztery palce dłoni Unitree DEX5-1 mogą wykonywać ruch boczny w zakresie ±22°. Dodatkowa swoboda ustawienia pozwala lepiej dopasować ułożenie palców do geometrii chwytanego przedmiotu.
Ruch boczny zwiększa niezawodność chwytu i ułatwia dopasowanie dłoni do przedmiotów o powierzchniach zakrzywionych oraz nieregularnych kształtach.
Poszukujesz rozwiązania do swojego robota skontaktuj się z nami
Planujesz wykorzystać pięciopalczastą dłoń robotyczną w projekcie badawczym, edukacyjnym lub wdrożeniowym? Skontaktuj się z nami, aby dobrać wersję DEX5-1 albo DEX5-1P oraz omówić wymagania dotyczące integracji mechanicznej, zasilania i sterowania.
Zapraszamy do kontaktu
Wypełnij formularz kontaktowy w celu otrzymania oferty.
Kontrola chwytu
Precyzyjne operowanie niewielkimi przedmiotami
Konstrukcja dłoni Unitree DEX5-1 łączy niewielką minimalną średnicę chwytu z kontrolowaną siłą końcówek palców oraz powtarzalnym pozycjonowaniem. Pozwala to realizować zadania wymagające dokładnego dopasowania palców do wymiarów i kształtu przedmiotu.
Wartość 10 N odnosi się do siły działającej na końcówce palca. Nie należy jej interpretować jako całkowitej siły chwytu ani dopuszczalnego obciążenia całej dłoni.
Schemat funkcjonalny mechanizmu napędowego stawu
Mechanika precyzyjnego ruchu
Płynna praca stawów i ograniczone szczeliny
Mechanizmy dłoni Unitree DEX5-1 zostały zaprojektowane z myślą o płynnym ruchu, precyzyjnym sprzężeniu zwrotnym oraz kontrolowanej podatności stawów na działanie sił zewnętrznych.
- Silnik bezrdzeniowy typu hollow-cup Kompaktowy napęd o wysokiej gęstości mocy, dostosowany do niewielkich mechanizmów palców.
- Precyzyjny enkoder i układ napędowy Bieżąca kontrola położenia wspiera dokładne sterowanie ruchem poszczególnych stawów.
- Reduktor o niskim tłumieniu i małym luzie Rozwiązanie wspiera płynne przenoszenie ruchu i ogranicza mechaniczny opór stawu.
Oś obrotu stawu została umieszczona bliżej powierzchni dłoni, a niewielkie szczeliny pomiędzy elementami ograniczają ryzyko zahaczania krawędzi mechanizmu o chwytany przedmiot. Płynna podatność stawów może również usprawniać trening algorytmów uczenia przez wzmacnianie.
Dwie konfiguracje dłoni
Unitree DEX5-1 czy DEX5-1P?
Obie wersje wykorzystują tę samą pięciopalczastą konstrukcję i zapewniają 20 stopni swobody. Najważniejszą różnicą jest zastosowanie w DEX5-1P powierzchniowego systemu pomiaru nacisku.
Unitree DEX5-1
wersja standardowaWersja przeznaczona do projektów wykorzystujących precyzyjne sterowanie stawami oraz wewnętrzne sprzężenie zwrotne dłoni.
- 20 stopni swobody
- informacja o pozycji i prędkości stawów
- informacja o momencie i temperaturze stawów
- dane o napięciu, prądzie oraz IMU
Unitree DEX5-1P
pomiar naciskuRozszerzona wersja wyposażona w 12 modułów czujnikowych, które tworzą łącznie 94 punkty pomiaru nacisku.
- wszystkie funkcje wersji DEX5-1
- 94 punkty pomiaru nacisku
- zakres pomiarowy od 10 do 2500 g
- informacja o nacisku i temperaturze czujników
| Parametr | DEX5-1 | DEX5-1P |
|---|---|---|
| Stopnie swobody | 20 | 20 |
| Masa dłoni | 1100 g | 1100 g |
| Wymiary | 217,3 × 127,5 × 72,1 mm | 217,3 × 127,5 × 72,1 mm |
| Powierzchniowy pomiar nacisku | brak matryc nacisku | 12 modułów / 94 punkty |
| Zakres pomiaru nacisku | — | 10–2500 g |
| Częstotliwość komunikacji | 1000 Hz | 1000 Hz |
| Interfejs komunikacyjny | USB 2.0 | USB 2.0 |
Wartość 20 kg dotycząca DEX5-1P opisuje maksymalny nacisk przyjmowany przez czujnik bez uszkodzenia w określonych warunkach pomiarowych. Nie jest to udźwig dłoni ani dopuszczalna masa przenoszonego przedmiotu.
Warunki obciążenia dłoni
Obciążenie zależne od orientacji chwytu
Maksymalna masa utrzymywanego przedmiotu zmienia się wraz z ustawieniem dłoni względem kierunku działania grawitacji. Dlatego wartości 3,5 kg i 4,5 kg powinny być interpretowane wyłącznie razem z warunkami pomiaru.
- temperatura pokojowa
- twardy, okrągły przedmiot
- średnica przedmiotu 5 cm
Wartości 3,5 kg i 4,5 kg nie stanowią uniwersalnego udźwigu DEX5-1. Rzeczywista zdolność utrzymania przedmiotu zależy również od jego kształtu, powierzchni, środka ciężkości, sposobu chwytu i dynamiki ruchu robota.
Integracja sprzętowa i programowa
Sterowanie DEX5-1 i sprzężenie zwrotne
Dłoń komunikuje się z systemem sterującym przez USB 2.0, a wymiana danych może odbywać się z częstotliwością 1000 Hz. Pozwala to przekazywać polecenia dla stawów oraz odbierać informacje potrzebne do monitorowania ruchu i stanu dłoni.
Polecenia sterujące
System sterujący może przekazywać parametry opisujące sposób pracy poszczególnych stawów dłoni.
Informacje zwrotne
Dane odbierane z dłoni mogą zostać wykorzystane do monitorowania ruchu, obciążenia i stanu podzespołów.
DEX5-1 jest komponentem wymagającym prawidłowej integracji mechanicznej, elektrycznej i programowej. Przed połączeniem dłoni z wybranym robotem należy zweryfikować konfigurację jego ramienia, zasilania oraz kontrolera. Informacje dotyczące humanoidów znajdują się na stronie Unitree H1 i H1-2 , natomiast zagadnienia związane ze sterowaniem robotami rozwijamy w Akademii Robotyki .
Projekty badawcze i rozwojowe
Zastosowania DEX5-1 w zaawansowanej manipulacji
Wielopalczasta dłoń robotyczna może być wykorzystywana w projektach wymagających płynnej kontroli chwytu, odwzorowywania ruchów człowieka oraz rozwijania algorytmów łączących percepcję z działaniem robota.
Precyzyjna manipulacja
Chwytanie niewielkich elementów, zmiana ich orientacji oraz odtwarzanie powtarzalnych pozycji palców.
chwyt od 10 mmTeleoperacja
Odwzorowywanie poleceń operatora i testowanie zdalnego wykonywania złożonych sekwencji chwytania.
sterowanie wielostawoweUczenie przez wzmacnianie
Rozwijanie strategii chwytu na podstawie prób, informacji zwrotnych i oceny efektu wykonanego ruchu.
reinforcement learningAlgorytmy dotykowe
Analiza rozkładu nacisku, wykrywanie kontaktu oraz rozwój metod reagowania na zmianę siły chwytu.
DEX5-1PEmbodied AI
Łączenie percepcji, planowania i fizycznego działania w jednym procesie podejmowania decyzji przez robota.
percepcja i działanieBadania i edukacja
Nauka kinematyki dłoni, sterowania siłą, planowania chwytu oraz programowania systemów manipulacyjnych.
laboratoria robotykiSpecyfikacja produktu
Dane techniczne Unitree DEX5-1 i DEX5-1P
Obie wersje wykorzystują tę samą mechanikę, układ napędowy i interfejs sterowania. DEX5-1P została dodatkowo wyposażona w powierzchniowe czujniki nacisku rozmieszczone na palcach oraz wewnętrznej części dłoni.
| Parametr | DEX5-1 | DEX5-1P |
|---|---|---|
| Wymiary i budowa | ||
| Masa | 1100 g | 1100 g |
| Wymiary w pozycji wyprostowanej | 217,3 × 127,5 × 72,1 mm | 217,3 × 127,5 × 72,1 mm |
| Łączna liczba stopni swobody | 20 – 16 aktywnych i 4 sprzężone | 20 – 16 aktywnych i 4 sprzężone |
| Aktywne stopnie swobody kciuka | 4 | 4 |
| Aktywne stopnie swobody każdego z pozostałych palców | 3 | 3 |
| Mechanizm przeniesienia napędu | 12 mikroprzegubów ze zintegrowanym przeniesieniem napędu i sterowaniem siłą oraz 4 mikroprzeguby z przekładnią zębatą | 12 mikroprzegubów ze zintegrowanym przeniesieniem napędu i sterowaniem siłą oraz 4 mikroprzeguby z przekładnią zębatą |
| Zakresy ruchu stawów | ||
| Kciuk – staw 0 | od –33,5° do 39° | od –33,5° do 39° |
| Kciuk – staw 1 | od 0° do 100° | od 0° do 100° |
| Kciuk – staw 2 | od 0° do 110° | od 0° do 110° |
| Kciuk – staw 3 | od 0° do 92° | od 0° do 92° |
| Pozostałe palce – staw 0 | od –22° do 22° | od –22° do 22° |
| Pozostałe palce – staw 1 | od 0° do 90° | od 0° do 90° |
| Pozostałe palce – staw 2 | od 0° do 95° | od 0° do 95° |
| Pozostałe palce – staw 3 | od 0° do 81°, ruch sprzężony ze stawem 2 | od 0° do 81°, ruch sprzężony ze stawem 2 |
| Chwyt i precyzja | ||
| Boczne wychylenie czterech palców | ±22° | ±22° |
| Minimalna średnica chwytu | 10 mm | 10 mm |
| Powtarzalność pozycjonowania końcówki palca | ±1 mm | ±1 mm |
| Siła końcówki palca | 10 N | 10 N |
| Zasilanie i środowisko pracy | ||
| Napięcie robocze | 24–60 V | 24–60 V |
| Prąd statyczny | 0,2 A przy 58 V | 0,2 A przy 58 V |
| Maksymalny prąd | 4 A przy 58 V | 4 A przy 58 V |
| Zakres temperatury pracy | od –20°C do 60°C | od –20°C do 60°C |
| Obciążenie w warunkach pomiarowych | ||
| Dłoń skierowana wnętrzem w dół | do 3,5 kg | do 3,5 kg |
| Dłoń skierowana wnętrzem w lewo | do 4,5 kg | do 4,5 kg |
| Warunki pomiaru obciążenia | Temperatura pokojowa; twardy, okrągły przedmiot o średnicy 5 cm | Temperatura pokojowa; twardy, okrągły przedmiot o średnicy 5 cm |
| Czujniki powierzchniowe | ||
| Moduły pomiaru nacisku | brak | 12 modułów |
| Łączna liczba punktów pomiaru nacisku | brak | 94 punkty |
| Rozdzielczość matrycy – wnętrze dłoni | — | 2 × 5 |
| Matryca na opuszce każdego palca | — | 2 × 3, łącznie 5 modułów |
| Matryca na końcówce każdego palca | — | 2 × 3, łącznie 5 modułów |
| Matryca u nasady palców | — | 2 × 3, łącznie 4 moduły |
| Zakres pomiaru nacisku | — | 10–2500 g |
| Maksymalny nacisk bez uszkodzenia czujnika | — | 20 kg w określonych warunkach pomiarowych |
| Komunikacja i dane | ||
| Interfejs komunikacyjny | USB 2.0 | USB 2.0 |
| Częstotliwość komunikacji | 1000 Hz | 1000 Hz |
| Rozmiar pełnego pakietu danych |
wysyłanie: 1234 bajty odbieranie: 1270 bajtów |
wysyłanie: 1234 bajty odbieranie: 1270 bajtów |
| Dane o stanie stawów | tryb, pozycja, prędkość, moment, temperatura, napięcie, prąd oraz dane IMU | tryb, pozycja, prędkość, moment, temperatura, napięcie, prąd oraz dane IMU |
| Dane z czujników powierzchniowych | brak | wartość nacisku i temperatura czujników |
| Parametry poleceń sterujących | tryb, pozycja, prędkość, moment, współczynnik sztywności i współczynnik tłumienia | tryb, pozycja, prędkość, moment, współczynnik sztywności i współczynnik tłumienia |
Wymiary odnoszą się do dłoni znajdującej się w pozycji wyprostowanej. Końcowa konfiguracja mechaniczna może zależeć od wersji i sposobu integracji.
Wartość 10 N opisuje siłę działającą na końcówce palca i nie stanowi całkowitej siły chwytu całej dłoni.
Wartość 20 kg dla czujników DEX5-1P dotyczy nacisku przyjmowanego bez uszkodzenia podczas określonego testu z cylindrycznym elementem o średnicy 1 cm. Nie jest to udźwig dłoni ani masa przedmiotu przeznaczonego do przenoszenia.
Pytania i odpowiedzi
Najczęstsze pytania o Unitree DEX5-1
Najważniejsze informacje dotyczące budowy, sterowania, czujników, obciążenia i integracji pięciopalczastej dłoni robotycznej.
Czym jest Unitree DEX5-1?
Unitree DEX5-1 jest pięciopalczastą dłonią robotyczną przeznaczoną do zaawansowanych zadań manipulacyjnych, badań nad chwytaniem, teleoperacji, uczenia robotów oraz projektów embodied AI.
Ile stopni swobody ma DEX5-1?
Dłoń ma łącznie 20 stopni swobody. Szesnaście jest aktywnie napędzanych, natomiast cztery końcowe stawy palców wykonują ruch mechanicznie sprzężony z sąsiednimi stawami.
Czym różni się DEX5-1 od DEX5-1P?
Obie wersje mają tę samą mechanikę, wymiary, masę i liczbę stopni swobody. DEX5-1P została dodatkowo wyposażona w 12 modułów obejmujących łącznie 94 punkty pomiaru nacisku. Szczegółowe porównanie znajduje się w sekcji DEX5-1 czy DEX5-1P .
Czy wartość 20 kg oznacza udźwig DEX5-1P?
Nie. Wartość 20 kg dotyczy maksymalnego nacisku przyjmowanego przez czujnik bez uszkodzenia w określonym teście z cylindrycznym elementem. Nie jest to udźwig dłoni ani masa przedmiotu przeznaczonego do przenoszenia.
Jakie obciążenie może utrzymać DEX5-1?
W warunkach pomiarowych dłoń utrzymywała do 3,5 kg, gdy jej wnętrze było skierowane w dół, oraz do 4,5 kg, gdy wnętrze było skierowane w lewo. Pomiary wykonano w temperaturze pokojowej z twardym, okrągłym przedmiotem o średnicy 5 cm.
Jak DEX5-1 komunikuje się z systemem sterującym?
Do komunikacji wykorzystywany jest interfejs USB 2.0. Częstotliwość wymiany danych wynosi do 1000 Hz, co umożliwia przesyłanie poleceń dla stawów oraz odbieranie informacji o ich pozycji, prędkości, momencie i stanie.
Czy DEX5-1 można podłączyć do dowolnego robota?
Nie należy traktować DEX5-1 jako uniwersalnego akcesorium typu plug and play. Przed integracją trzeba sprawdzić mocowanie mechaniczne, zakres napięcia, wydajność zasilania, interfejs komunikacyjny oraz obsługę dłoni przez kontroler wybranego robota.
Czy DEX5-1 może współpracować z robotem H1-2?
DEX5-1 może być wykorzystywana w projektach integracyjnych związanych z robotem humanoidalnym Unitree H1-2 . Przed doborem dłoni powinna zostać potwierdzona dokładna wersja robota, ramienia, mocowania, zasilania oraz kontrolera.
Jakie polecenia sterujące obsługuje DEX5-1?
Obsługiwane są polecenia obejmujące tryb stawu, pozycję, prędkość, moment, współczynnik sztywności oraz współczynnik tłumienia. Sposób wykorzystania tych danych zależy od zastosowanego kontrolera i przygotowanego oprogramowania.
Do jakich projektów najlepiej nadaje się DEX5-1P?
Wersja DEX5-1P jest szczególnie przydatna w projektach związanych z analizą kontaktu, regulacją nacisku, wykrywaniem poślizgu, uczeniem przez wzmacnianie oraz rozwojem algorytmów dotykowych dla dłoni robotycznych.
DEX5-1 dla Twojego projektu
Dobierz wersję dłoni i zaplanuj integrację
Pomożemy porównać DEX5-1 i DEX5-1P, określić wymagania stanowiska oraz przygotować konfigurację dopasowaną do projektu badawczego, edukacyjnego lub wdrożeniowego.