恶劣环境下的重型机械手仰仗FPGA的帮助 机械手, 核工业, 能见度, 自由度, 净化

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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。