雷鋒網(wǎng)按：本文作者Top Liu，易科機器人實驗室系統(tǒng)設計師，機器人技術傳播者，譯著有《機器人編程實戰(zhàn)》、《嵌入式機器人學》等。雷鋒網(wǎng)獨家發(fā)布，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系授權。

2016年6月，一款面向家庭和maker的桌面型機械臂產(chǎn)品Dobot首發(fā)時，TOP小小研究了一下，當時也吐槽了家用機械臂只是玩玩，然而并做不了啥正事。結果，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)應用、以及幫助創(chuàng)業(yè)者實現(xiàn)更多商業(yè)應用的新產(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的小伙伴在第一時間考察了仍在測試中的Dobot M1，并與開發(fā)團隊進行了深入的交流。

首先第一眼看到的是這個奇（chuang）葩（xin）的造型（左），完全不同于傳統(tǒng)的樣子（右）。為啥要搞成這個樣子？有啥好處？當然了，作為重度技術宅我們當然更關心技術，忍不住還要扒幾個核心技術問題，做個總結和大家一起學習。

面對我們提出的一系列問題，研發(fā)團隊（含多名美女）很熱情地回答了我們，并介紹說：“為了做到工業(yè)級性能又能以消費級價格生產(chǎn)，與其關鍵部件的自主研發(fā)能力，供應鏈整合能力密切相關。產(chǎn)品和商業(yè)要成功涉及的因素非常多…...”

技術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)應用，因此它的個頭相對比較大，臂長400mm，整機高度達到527mm，但是可以看到安裝在桌子/工作臺上還是完全沒有問題，比起其它協(xié)作機器人還是小巧很多。

重復精度達到0.02mm，額定負載1.5kg，應該滿足大部分輕工業(yè)應用了，特別是重復精度性能，非常值得期待。其它參數(shù)規(guī)格：

運動空間示意圖：

2、結構創(chuàng)新

• 這種結構有什么創(chuàng)新之處？

整體圍繞這樣一個理念進行：在滿足設計需求的前提下盡量體現(xiàn)機械的簡約之美。

總的來說，M1包括三個關鍵分系統(tǒng)：

• 上下運動的Z軸系統(tǒng)

• 在水平面內(nèi)運動的大小臂系統(tǒng)

• 滿足末端選旋轉(zhuǎn)以及功能負載的夾具系統(tǒng)。

跟現(xiàn)在市面上比較普及的工業(yè)級機械臂相比，最大的區(qū)別在于，將Z軸上下運動的機構放在遠離機械臂末端的位置，其優(yōu)勢是減小末端負載，使整機重心移到靠近機械臂固定于桌面的位置，有利于于其力學性能的優(yōu)化。

參考動圖：

  

大小臂均采用型號較小的諧波減速器，更苗（pian）條（yi），更符合桌面設備的風格。末端夾具安裝接口采用工業(yè)標準接口，適應工業(yè)化生產(chǎn)。另外還有一些具體設計，由于正在申請專利，目前還不便透露。

總結起來就是：用了洪荒之力，設計出既滿足工業(yè)生產(chǎn)標準，又比較便宜，還能安裝在桌面的產(chǎn)品。

3、功能體驗

• M1具體都能干什么正事？

M1設計了豐富的功能：視覺分揀、流水線搬運、焊接、激光雕刻、3D（雙色）打印，還可外部擴展1米滑軌、雙臂配合協(xié)同作業(yè)、加上AGV小車無限延伸空間、標準的末端夾具接口、完整的API和SDK支持圖形化編程。

說干就干，ExBot小伙伴馬上就動起手來了。由于目前全球僅有兩套M1產(chǎn)品在聯(lián)調(diào)測試過程中，我們只挑選了幾個感興趣的功能體驗。

激光切割：

 

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

從而讓你最心愛的照片刻在木頭/皮革等材質(zhì)上。當然Dobot還設計有很多強大的功能，比如焊接電路板，但目前還在開發(fā)當中。

Dobot設計全系列產(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。（說明一下：Dobot Magician就是TOP上次研究產(chǎn)品的升級版，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DobotStudio“寫字&畫畫”和”工具”接口可以完成所有預定義功能。Dobot網(wǎng)站提供完整使用文檔支持：Dobot下載中心。

4、機器視覺 

這個是充滿想象力的功能，通過加上一個攝像頭，Dobot M1擁有了眼睛和強大的感知能力，能夠以極高的準確率分辨并抓取指定顏色的物體。Dobot M1 留有視覺開發(fā)接口，可以方便的與自己的視覺系統(tǒng)配套，無論是OpenCV還是專業(yè)視覺軟件。上面是工程師給我們演示集成OpenCV的視覺分揀功能。上次我們提出的增加視覺反饋機制，沒想到僅用了短短幾個月時間Dobot真真切切地實現(xiàn)了，為高效的工程師們點贊！

視覺伺服控制是機器人系統(tǒng)的重要控制手段，隨著機器人應用需求的日益復雜多樣，利用視覺信息作為反饋，極大地提高了機器人系統(tǒng)的靈活性和精確性，是機器人控制的一個重要的發(fā)展方向。視覺伺服控制涉及計算機視覺、機器人技術和控制理論等多個領域，在過去20余年中進行了廣泛的研究，在工業(yè)機械臂中也得到了大量的應用。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）。

開源軟件推薦visp（openCV地球人都知道，就不多言了），ViSP（Visual Servoing Platform）是國外的一個項目組做的視覺伺服開發(fā)包，集成了很多視覺伺服常用功能，我們認為是目前最為強大的視覺控制開源項目。

5、二次開發(fā)

預定義功能不夠滿足不了需要？還需要更多的裝逼功能？沒問題，DobotStudio多種自定義的二次開發(fā)功能，從簡單到高級功能，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、低功耗藍牙等硬件通信接口，支持Dobot專有協(xié)議?；蛲ㄓ霉I(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議（ModBus）。通過官方提供的接口庫、示例工程及詳細的說明文檔，用戶可在PC（Windows/Linux/Mac）、嵌入式環(huán)境、PLC中使用對應的編程語言或開發(fā)環(huán)境中快速實現(xiàn)應用開發(fā)。

Dobot M1二次開發(fā)支持編程語言或框架：

• - 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)的點位控制外，還支持數(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%的應用。Dobot Blockly是世界上第一個針對機械臂開發(fā)的圖形化編程軟件，可以實現(xiàn)絕大部分的運動控制與I/O輸入輸出功能，集成了腳本運行上下文，用戶無需額外搭建開發(fā)環(huán)境，即可實現(xiàn)復雜邏輯與流程應用，可大大加快應用開發(fā)。

• 示教功能：

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

• 圖形化編程

沒有編程基礎，又想要更自動化的控制機械臂，怎么辦？Dobot Blockly是為Dobot Magician開發(fā)的一套圖形化編程平臺，基于谷歌的開源平臺Google Blockly。通過該平臺，用戶可以通過拼圖的方式進行編程，直觀易懂。

圖形化編程示例說明：設置末端夾具為手爪，通過循環(huán)模塊設置循環(huán)次數(shù)為3，使機械臂在Z軸方向上下來回運動3次。

• 腳本控制和高級編程接口

如果您有一些編程基礎，可以編寫腳本語言控制機械臂。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單修改就可以完成功能。

據(jù)開發(fā)人員稱，Dobot目前也正在開發(fā)ROS的接口，通過MoveIt!和RViz插件配置會提供了一個易于使用的圖形用戶界面（GUI）來設置機械臂，使用戶能以直觀的方式進行運動規(guī)劃任務的開發(fā)，我們一起期待吧。

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

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