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恶劣环境下的重型机械手仰仗FPGA的帮助

发布者:jackzhang 时间:2014-08-28 19:50:08

作者:国家仪器学术营销总监Dave Wilson

看看2011年福岛核灾难,就能发现开发设备去帮助处理核设施报废和废气净化的重要性。这些设备必须在高辐射,高温高湿,有酸性或碱性气体和有限的能见度情况下工作。目前可用的机械手是不能胜任这样的工作的,因为抗辐射性,便捷程度,工作范围和负载都有限。James Fisher Nuclear公司推出的ModuMan 100远程机械手臂,有6个自由度,2.3米长,5毫米精确度,最大能承受负载100千克(220磅)。ModuMan 100在动力关节使用了液压激励器,可以通过标准核工业300毫米渗透端口或者载体系统上使用。

这是一段机械手工作的视频:

ModuMan 100机械手的设计目的包括使机械手模块化,划算和可维修,也可充分利用现有的解决方案。机械手的多模式HMI(人机交互界面)和控制系统基于国家仪器(NI)的CompactRIO坚固且可重配置的控制和监视系统,该系统可由NI的LabVIEW 可视化编程环境和LabVIEW FPGA编程。

根据James Fisher Nuclear公司所讲,CompactRIO对模块化测试和制作原型是很理想的。当没有硬件时,公司的开发工程师们可以模拟输入,确保了在配合硬件之前软件功能正确。当制造过程中单个硬件组件可以使用了,工程师们就可以使用CompactRIO进行单关节测试的装配和卸载。工程师们也发现NI Compact RIO控制器很坚固,可靠,易于维护且可扩展——这允许今后可以轻易对系统进行修改。

NI CompactRIO控制器整合了实时微处理器和赛灵思FPGA。James Fisher Nuclear公司的工程师们为所有ModuMan 100安全性至关重要的进程功能预订FPGA,综合故障分析系统在实时处理器上运行。安全性至关重要的故障会立即触发FPGA将手臂进入安全状态并在HMI上提醒用户。不重要的故障会记录到CompactRIO系统和HMI硬盘上的内部非易变内存中。故障分析系统彻底方便了故障后调查。

ModuMan 100已进行了内部外部的测试,目前正在进行寿命试验

注意:James Fisher Nuclear公司的Carwin Jones博士、Justin Gallagher和英国Key Engineering Solutions的David Keeling博士将这个项目提交给2014NI影响力大奖竞赛。这是机器控制组的一个决赛参赛项目。

原文链接:
http://forums.xilinx.com/t5/Xcell-Daily-Blog/Heavy-Duty-Robotic-Manipula...

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