3.2　常見的移動(dòng)機(jī)械臂

移動(dòng)機(jī)械臂已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)相當(dāng)長一段時(shí)間了。大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)最初為了提高移動(dòng)機(jī)器人和機(jī)械臂的靈活性，開始組合使用移動(dòng)機(jī)器人和機(jī)械臂。當(dāng)ROS在2007年初開始流行時(shí)，來自Willow Garage的移動(dòng)機(jī)械臂PR2（http://www.willowgarage.com/pages/pr2/overview）是測(cè)試各種ROS功能包的試驗(yàn)臺(tái)，如圖3.1所示。

圖3.1　OSRF的PR2（圖片來源：https://www.flickr.com/photos/jiuguangw/5136649984，由Jiuguang Wang提供。基于知識(shí)共享授權(quán)協(xié)議CC-BY-SA 2.0：https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/legalcode）

PR2像人類一樣具有理性導(dǎo)航的機(jī)動(dòng)性和在環(huán)境中操縱物體的靈巧性。然而，工業(yè)界最初并不喜歡PR2，因?yàn)橘徺I一臺(tái)PR2需要花費(fèi)40萬美元。很快，移動(dòng)機(jī)器人制造商開始在現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人底座上建造機(jī)械臂。這是最初構(gòu)建移動(dòng)機(jī)械臂的流行方式，因?yàn)榕cPR2相比，這樣的方式成本更低。其中一些著名的制造商包括Fetch Robotics、Pal Robotics、Kuka等。

Fetch Robotics公司有一款名為Fetch的移動(dòng)機(jī)械臂（https://fetchrobotics.com/robotics-platforms/fetch-mobile-manipulator/）。Fetch是一個(gè)7自由度機(jī)械臂和一個(gè)附加自由度（源自移動(dòng)機(jī)器人底座）的組合，軀干提升裝置安裝在一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人底座上，目標(biāo)是承載100千克的有效載荷。Fetch有5英尺（約1.5米）高，可以通過深度攝像頭和激光掃描儀等傳感器感知環(huán)境。它堅(jiān)固耐用、成本低廉。Fetch使用一個(gè)平行的爪形夾持器作為其末端執(zhí)行器，并具有一個(gè)額外的基于搖攝和傾斜的頭部（帶有深度傳感器）組件。該機(jī)械臂可承載6千克的有效載荷。

Pal Robotics公司的移動(dòng)機(jī)械臂名為Tiago（http://tiago.pal-robotics.com/）（參見圖3.2），其設(shè)計(jì)與Fetch類似。相比Fetch，Tiago有一些優(yōu)點(diǎn)，目前得到了歐洲和世界各地研究機(jī)構(gòu)的廣泛使用。它也有一個(gè)7自由度的機(jī)械臂，但它的手腕上還有一個(gè)力扭矩傳感器，可以細(xì)致監(jiān)測(cè)相關(guān)操作。然而，其有效載荷能力略低于Fetch：其手臂只能承載3千克左右的有效載荷，而底座只能承載50千克。Tiago有許多內(nèi)置的軟件功能，如NLP系統(tǒng)和人臉識(shí)別軟件包，這些功能能夠隨時(shí)部署。

圖3.2　Pal Robotics的Tiago（圖片來源：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RoboCup_2016_Leipzig_-_TIAGo.jpg，由ubahnverleih提供。基于公共領(lǐng)域共享許可協(xié)議：https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/legalcode）

Kinova Robotics公司的移動(dòng)機(jī)械臂稱為MOVO（https://www.kinovarobotics.com/en/knowledge-hub/movo-mobile-manipulator）。該機(jī)械臂具有兩條手臂，與PR2類似。與前面介紹的兩款機(jī)械臂不同，這一款機(jī)械臂的動(dòng)作復(fù)雜、緩慢且平滑。

除了上述移動(dòng)機(jī)械臂外，目前其他的移動(dòng)機(jī)械臂主要利用現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人和機(jī)械臂進(jìn)行組合構(gòu)建。例如，Clearpath Robotics公司擁有各種各樣的移動(dòng)機(jī)械臂，均使用自己的移動(dòng)底座——husky和ridgebacks，分別與Universal Robots的UR5機(jī)械臂和Baxter平臺(tái)組合構(gòu)建。此外，Robotnik的移動(dòng)機(jī)械臂由其移動(dòng)底座RB-Kairos和Universal Robots的UR5機(jī)械臂組合而成。

至此我們大致了解了移動(dòng)機(jī)械臂的基本情況，下面我們介紹它的主要應(yīng)用場(chǎng)景。