川田電機機器人的網站
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若深入了解 Kawada NEXTAGE 與 AMR(自主移動機器人) 底盤(如 OMRON LD/HD 系列 或 Clearpath OTTO/Ridgeback)的整合,是目前工業與服務業實現「行動操作(Mobile Manipulation)」的核心技術。
這種結合讓機器人從「定點作業」進化為「巡迴服務」,以下是其技術整合的深度細節:
一、 物理整合與電力管理 (Hardware Integration)
將 NEXTAGE 整合至 AMR 上,首先要解決的是重心與能源問題:
重心優化 (CoG Control):
NEXTAGE 是雙臂機器人,運作時雙臂揮動會造成重心偏移。整合時,AMR 必須選擇底盤較寬、抓地力強的型號(如 Clearpath Ridgeback 全向移動底盤)。
在軟體中需設定「運動約束」,當 AMR 移動時,NEXTAGE 會縮回雙臂至「收納位置」,以維持動態平衡。
電力共享系統:
NEXTAGE 原設計使用交流電 (AC),但 AMR 底盤多為直流電 (DC 24V/48V)。
整合細節:通常會在 AMR 內部加裝高效率的逆變器 (Inverter) 或直接改裝 NEXTAGE 的電源模組,由 AMR 的大容量鋰電池統一供電,確保機器人能在不插電的情況下連續運作 6-8 小時。
二、 通訊架構與軟體控制 (Software & Communication)
這是整合中最關鍵的部分,通常基於 ROS / ROS2 (Robot Operating System) 框架:
統一控制中樞:
OMRON 方案:利用 OMRON 的
FLOW Core軟體,透過 API 與 NEXTAGE 的控制電腦連結。Clearpath 方案:Clearpath 原生支援 ROS,能將底盤的里程計 (Odometry) 與 NEXTAGE 的手臂運動規劃(如 MoveIt)整合在同一個座標系下。
時鐘同步機制:
為了避免機器人在移動中抓取物體時產生位差,底盤與手臂的通訊必須達到毫秒級同步(通常使用 PTP 協議),確保機器人知道「在移動到座標 X 時,手臂應該處於姿勢 Y」。
三、 導航與視覺定位技術 (Navigation & Vision)
移動後的 NEXTAGE 面臨的最大挑戰是「座標精度恢復」:
全局到局部導航:
AMR 負責將機器人運送到工位附近(精度約 ±10mm 至 ±50mm)。
技術細節:到達工位後,NEXTAGE 會啟動其頭部或手腕的 3D 相機,掃描工位上的 QR Code (AprilTag) 或特徵點,進行「二次定位」,將定位精度修正至 ±0.1mm 的作業等級。
動態避障整合:
AMR 的 LiDAR 負責監測地面障礙物,而 NEXTAGE 的頭部相機負責監測上方(如突出的架子或垂下的電纜)。兩者的感測數據會匯整至統一的防護地圖中,確保全身避障。
四、 具體應用場景下的技術細節
長照/醫療(與 OMRON 整合):
情境:機器人在醫院走廊移動,為病患遞送餐點。
細節:OMRON 底盤負責在人群中穿梭,NEXTAGE 則利用其雙臂平衡托盤,並在開門或操作電梯按鈕時,利用視覺識別自動調整手臂路徑。
半導體/電子廠(與 Clearpath 整合):
情境:在無塵室內搬運晶圓盒。
細節:利用 Ridgeback 的全向移動能力(Mecanum輪),機器人可以側向平移進入狹窄的機台縫隙,NEXTAGE 雙臂同步動作,模擬人類「捧」的姿勢,減少震動。
五、 未來趨勢:VLA 模型與自然語言指令
在 iREX 2025 的展示中,這種整合正朝向「任務級指令」發展:
技術突破:不再需要預先設定座標。透過整合 Google 或 OpenAI 的具身智能模型,你可以對整合了 AMR 的 NEXTAGE 說:「去 3 號房拿那件藍色的制服。」
自動鏈結:機器人會自主啟動「尋路(AMR)」->「物體識別(NEXTAGE Vision)」->「路徑規劃(NEXTAGE Arms)」的連鎖反應。