雷鋒網(wǎng)按：本文作者Top Liu，易科機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，機(jī)器人技術(shù)傳播者，譯著有《機(jī)器人編程實(shí)戰(zhàn)》、《嵌入式機(jī)器人學(xué)》等。雷鋒網(wǎng)獨(dú)家發(fā)布，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)。

2016年6月，一款面向家庭和maker的桌面型機(jī)械臂產(chǎn)品Dobot首發(fā)時(shí)，TOP小小研究了一下，當(dāng)時(shí)也吐槽了家用機(jī)械臂只是玩玩，然而并做不了啥正事。結(jié)果，11月底Dobot在Kickstarter上就宣布要“干正事”了，發(fā)布定位于輕工業(yè)應(yīng)用、以及幫助創(chuàng)業(yè)者實(shí)現(xiàn)更多商業(yè)應(yīng)用的新產(chǎn)品Dobot M1。它到底能滿足我們哪些干（qi）正（pa）事的需求？

帶著好奇，我們駐深圳的Exbot的小伙伴在第一時(shí)間考察了仍在測(cè)試中的Dobot M1，并與開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了深入的交流。

首先第一眼看到的是這個(gè)奇（chuang）葩（xin）的造型（左），完全不同于傳統(tǒng)的樣子（右）。為啥要搞成這個(gè)樣子？有啥好處？當(dāng)然了，作為重度技術(shù)宅我們當(dāng)然更關(guān)心技術(shù)，忍不住還要扒幾個(gè)核心技術(shù)問(wèn)題，做個(gè)總結(jié)和大家一起學(xué)習(xí)。

面對(duì)我們提出的一系列問(wèn)題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)（含多名美女）很熱情地回答了我們，并介紹說(shuō)：“為了做到工業(yè)級(jí)性能又能以消費(fèi)級(jí)價(jià)格生產(chǎn)，與其關(guān)鍵部件的自主研發(fā)能力，供應(yīng)鏈整合能力密切相關(guān)。產(chǎn)品和商業(yè)要成功涉及的因素非常多…...”

技術(shù)控們不喜歡太多的形容詞，我們更喜歡看數(shù)據(jù)！

1、性能參數(shù)

OK，Dobot M1定位輕工業(yè)應(yīng)用，因此它的個(gè)頭相對(duì)比較大，臂長(zhǎng)400mm，整機(jī)高度達(dá)到527mm，但是可以看到安裝在桌子/工作臺(tái)上還是完全沒(méi)有問(wèn)題，比起其它協(xié)作機(jī)器人還是小巧很多。

重復(fù)精度達(dá)到0.02mm，額定負(fù)載1.5kg，應(yīng)該滿足大部分輕工業(yè)應(yīng)用了，特別是重復(fù)精度性能，非常值得期待。其它參數(shù)規(guī)格：

運(yùn)動(dòng)空間示意圖：

2、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

• 這種結(jié)構(gòu)有什么創(chuàng)新之處？

整體圍繞這樣一個(gè)理念進(jìn)行：在滿足設(shè)計(jì)需求的前提下盡量體現(xiàn)機(jī)械的簡(jiǎn)約之美。

總的來(lái)說(shuō)，M1包括三個(gè)關(guān)鍵分系統(tǒng)：

• 上下運(yùn)動(dòng)的Z軸系統(tǒng)

• 在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的大小臂系統(tǒng)

• 滿足末端選旋轉(zhuǎn)以及功能負(fù)載的夾具系統(tǒng)。

跟現(xiàn)在市面上比較普及的工業(yè)級(jí)機(jī)械臂相比，最大的區(qū)別在于，將Z軸上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)放在遠(yuǎn)離機(jī)械臂末端的位置，其優(yōu)勢(shì)是減小末端負(fù)載，使整機(jī)重心移到靠近機(jī)械臂固定于桌面的位置，有利于于其力學(xué)性能的優(yōu)化。

參考動(dòng)圖：

  

大小臂均采用型號(hào)較小的諧波減速器，更苗（pian）條（yi），更符合桌面設(shè)備的風(fēng)格。末端夾具安裝接口采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。另外還有一些具體設(shè)計(jì)，由于正在申請(qǐng)專利，目前還不便透露。

總結(jié)起來(lái)就是：用了洪荒之力，設(shè)計(jì)出既滿足工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，又比較便宜，還能安裝在桌面的產(chǎn)品。

3、功能體驗(yàn)

• M1具體都能干什么正事？

M1設(shè)計(jì)了豐富的功能：視覺(jué)分揀、流水線搬運(yùn)、焊接、激光雕刻、3D（雙色）打印，還可外部擴(kuò)展1米滑軌、雙臂配合協(xié)同作業(yè)、加上AGV小車無(wú)限延伸空間、標(biāo)準(zhǔn)的末端夾具接口、完整的API和SDK支持圖形化編程。

說(shuō)干就干，ExBot小伙伴馬上就動(dòng)起手來(lái)了。由于目前全球僅有兩套M1產(chǎn)品在聯(lián)調(diào)測(cè)試過(guò)程中，我們只挑選了幾個(gè)感興趣的功能體驗(yàn)。

激光切割：

 

激光雕刻的使用起來(lái)比想象的簡(jiǎn)單，M1搭配500mw PWM調(diào)制激光，不僅能完成普通的線條雕刻，你甚至可以進(jìn)行灰度雕刻。

從而讓你最心愛(ài)的照片刻在木頭/皮革等材質(zhì)上。當(dāng)然Dobot還設(shè)計(jì)有很多強(qiáng)大的功能，比如焊接電路板，但目前還在開(kāi)發(fā)當(dāng)中。

Dobot設(shè)計(jì)全系列產(chǎn)品共用一套叫DobotStudio的軟件控制，由于Dobot M1軟件還未完成所有功能聯(lián)調(diào)，所以ExBot小伙伴主要考察了已經(jīng)做好的Dobot Magician的軟件功能。（說(shuō)明一下：Dobot Magician就是TOP上次研究產(chǎn)品的升級(jí)版，是Dobot目前面向家庭和Maker的主打在售產(chǎn)品。）

DobotStudio功能界面：

 

通過(guò)DobotStudio“寫字&畫(huà)畫(huà)”和”工具”接口可以完成所有預(yù)定義功能。Dobot網(wǎng)站提供完整使用文檔支持：Dobot下載中心。

4、機(jī)器視覺(jué) 

這個(gè)是充滿想象力的功能，通過(guò)加上一個(gè)攝像頭，Dobot M1擁有了眼睛和強(qiáng)大的感知能力，能夠以極高的準(zhǔn)確率分辨并抓取指定顏色的物體。Dobot M1 留有視覺(jué)開(kāi)發(fā)接口，可以方便的與自己的視覺(jué)系統(tǒng)配套，無(wú)論是OpenCV還是專業(yè)視覺(jué)軟件。上面是工程師給我們演示集成OpenCV的視覺(jué)分揀功能。上次我們提出的增加視覺(jué)反饋機(jī)制，沒(méi)想到僅用了短短幾個(gè)月時(shí)間Dobot真真切切地實(shí)現(xiàn)了，為高效的工程師們點(diǎn)贊！

視覺(jué)伺服控制是機(jī)器人系統(tǒng)的重要控制手段，隨著機(jī)器人應(yīng)用需求的日益復(fù)雜多樣，利用視覺(jué)信息作為反饋，極大地提高了機(jī)器人系統(tǒng)的靈活性和精確性，是機(jī)器人控制的一個(gè)重要的發(fā)展方向。視覺(jué)伺服控制涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器人技術(shù)和控制理論等多個(gè)領(lǐng)域，在過(guò)去20余年中進(jìn)行了廣泛的研究，在工業(yè)機(jī)械臂中也得到了大量的應(yīng)用。理論方面，推薦Hutchinson的三篇經(jīng)典論文（A tutorial on visual servo control和Visual servo control 1和2）。

開(kāi)源軟件推薦visp（openCV地球人都知道，就不多言了），ViSP（Visual Servoing Platform）是國(guó)外的一個(gè)項(xiàng)目組做的視覺(jué)伺服開(kāi)發(fā)包，集成了很多視覺(jué)伺服常用功能，我們認(rèn)為是目前最為強(qiáng)大的視覺(jué)控制開(kāi)源項(xiàng)目。

5、二次開(kāi)發(fā)

預(yù)定義功能不夠滿足不了需要？還需要更多的裝逼功能？沒(méi)問(wèn)題，DobotStudio多種自定義的二次開(kāi)發(fā)功能，從簡(jiǎn)單到高級(jí)功能，總有一款適合你，讓我們繼續(xù)介紹：

Dobot M1具有以太網(wǎng)、USB、RS-232C、Wi-Fi、低功耗藍(lán)牙等硬件通信接口，支持Dobot專有協(xié)議?；蛲ㄓ霉I(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議（ModBus）。通過(guò)官方提供的接口庫(kù)、示例工程及詳細(xì)的說(shuō)明文檔，用戶可在PC（Windows/Linux/Mac）、嵌入式環(huán)境、PLC中使用對(duì)應(yīng)的編程語(yǔ)言或開(kāi)發(fā)環(huán)境中快速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

Dobot M1二次開(kāi)發(fā)支持編程語(yǔ)言或框架：

• - C/C++（Qt、MFC）

• - VB.net、C#（WPF、WinForm）

• - Python、Java

• - Labview、Matlab

• - Object-C、Swift

Dobot M1沿用了與越疆上一代產(chǎn)品Dobot Magician一致的PC端軟件DobotStudio。示教再現(xiàn)功能除傳統(tǒng)的點(diǎn)位控制外，還支持?jǐn)?shù)字/模擬輸入觸發(fā)、數(shù)字輸出控制、PWM輸出控制等功能，可滿足70%的應(yīng)用。Dobot Blockly是世界上第一個(gè)針對(duì)機(jī)械臂開(kāi)發(fā)的圖形化編程軟件，可以實(shí)現(xiàn)絕大部分的運(yùn)動(dòng)控制與I/O輸入輸出功能，集成了腳本運(yùn)行上下文，用戶無(wú)需額外搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯與流程應(yīng)用，可大大加快應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

• 示教功能：

示教功能算是機(jī)械臂傳統(tǒng)功能了，不需要任何編程，只需要手把手就可以“教”會(huì)機(jī)器人完成新功能。

• 圖形化編程

沒(méi)有編程基礎(chǔ)，又想要更自動(dòng)化的控制機(jī)械臂，怎么辦？Dobot Blockly是為Dobot Magician開(kāi)發(fā)的一套圖形化編程平臺(tái)，基于谷歌的開(kāi)源平臺(tái)Google Blockly。通過(guò)該平臺(tái)，用戶可以通過(guò)拼圖的方式進(jìn)行編程，直觀易懂。

圖形化編程示例說(shuō)明：設(shè)置末端夾具為手爪，通過(guò)循環(huán)模塊設(shè)置循環(huán)次數(shù)為3，使機(jī)械臂在Z軸方向上下來(lái)回運(yùn)動(dòng)3次。

• 腳本控制和高級(jí)編程接口

如果您有一些編程基礎(chǔ)，可以編寫腳本語(yǔ)言控制機(jī)械臂。Dobot社區(qū)已經(jīng)有一些現(xiàn)成的Demo程序，不用任何修改或僅做簡(jiǎn)單修改就可以完成功能。

據(jù)開(kāi)發(fā)人員稱，Dobot目前也正在開(kāi)發(fā)ROS的接口，通過(guò)MoveIt!和RViz插件配置會(huì)提供了一個(gè)易于使用的圖形用戶界面（GUI）來(lái)設(shè)置機(jī)械臂，使用戶能以直觀的方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃任務(wù)的開(kāi)發(fā)，我們一起期待吧。

本次由于時(shí)間有限沒(méi)有親自試用Dobot編程功能，我們下次繼續(xù)玩一下ROS和視覺(jué)抓取等新功能。

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