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关于GR-1

傅利叶通用人形机器人 GR-1 系列是自主研发,可商业化量产的人形机器人。GR-1 系列拥有高度仿生的躯干构型和拟人化的运动控制,全身最多达44个自由度,最大关节峰值扭矩达230N.m,具备快速行走、稳健上下坡、抗冲击干扰等运动功能,是通用人工智能的理想载体。


产品组成

GR-1主要有五大组成部分:头部、躯干、手臂、灵巧手以及下肢。

机器人

头部配备双深度相机为机器人提供视觉功能,可实现三自由度运动(pitch, roll和yaw)

GR-1 机器人头部示意图

躯干

躯干包括胸部、背部和腰部。胸部内置主控板与计算单元,背部容纳电池组,腰部可实现三自由度运动(pitch, roll和yaw)

GR-1 机器人躯干示意图

手臂

手臂包含肩关节、肘关节和腕关节。肩关节具有三个运动自由度:屈伸运动、收展运动及内外旋运动。肘关节具有一个自由度:屈伸运动。腕关节具备三个自由度:内外旋运动、桡尺偏转以及掌屈背伸。其中桡尺偏转与掌屈背伸通过双自由度并联结构实现。

GR-1 机器人手臂示意图

灵巧手

灵巧手是一种仿生机器人末端执行器,其设计旨在模拟人类手部的灵活性与精确性。该装置具有六个运动自由度,每个自由度代表独立的运动模式,使其能够执行多种复杂操作任务。

灵巧手的六个自由度包括:拇指的外展与内收运动、拇指的旋转运动,以及食指、中指、无名指和小指各具一个的屈伸自由度。拇指的双自由度设计使其能够实现对掌运动并灵活调整位姿,显著提升抓取与操控能力;其余四指的独立屈伸运动则使其能自适应不同形状尺寸的物体,有效提高整体抓握稳定性与力度控制精度。

GR-1 机器人灵巧手示意图

下肢

下肢包含髋关节、膝关节与踝关节。髋关节具备三个运动自由度:内收外展、内外旋及屈伸运动。膝关节具有单一自由度:屈伸运动。踝关节通过并联结构实现背屈跖屈与内外翻两个自由度。

GR-1 机器人下肢手示意图


电气系统

GR-1机器人的电气系统旨在为各组件提供稳健的通信与电源管理能力。该系统包含头部、躯干、手臂、下肢、电源管理模块及交换系统等关键部分。所有组件通过以太网总线互联,并由统一的46V中央电源供电,以此确保系统流畅运行,满足先进机器人任务所需的精确控制要求。

各组件 IP 配置

机器人

  • : 机器人颈部由三个驱动器组成,通过以太网总线串联进行通信。其电源来自电源管理模块,工作电压为46V。头部装有一个深度相机,通过USB-Type-C数据线与主控制器通信。

  • 躯干: GR-1的躯干包含一个电源管理模块、一个交换机和一个主运动控制单元。所有以太网通信最终都汇聚到交换机板上的主运动控制模块,用以控制所有驱动器。躯干上的按钮主要包括控制器按钮、急停按钮和电源开关按钮,它们分别连接到电源管理模块进行控制。躯干背部内置一块46.2V锂电池,由配套的直流充电器进行充电。

  • 手臂: GR-1的双臂主要由每侧七个驱动器(共十四个)和一对灵巧手构成。每个驱动器采用“以太网通信+46V电源”的方式串联连接。手臂末端通过以太网转RS485的方式与灵巧手通信。

  • 下肢: GR-1的腰部装有3个驱动器,它们与右腿串联连接;每条腿则由6个驱动器构成。所有驱动器均通过46V电源线和以太网线进行串联。我们在腿部每个主动关节均配备了一个末端绝对值编码器,用于位置检测。

  • 电源管理模块: GR-1的电源管理模块拥有多个接口,包括急停按钮接口、启停按钮接口以及电池充电器接口。我们的锂电池组连接到该模块。主控单元(MCU)可通过控制固态继电器的通断来管理整个驱动器系统的电源供应。此模块具备电压检测和电流控制功能。此外,该模块还集成了运动控制模块的供电接口、呼吸灯控制接口、冷却风扇控制接口以及USB串口调试接口。模块本身亦具备以太网通信功能。通过以太网总线,它可以连接到我们整个机器人的局域网,上位机软件可以实时读取电源管理模块的状态信息。

  • 交换系统: 该交换模块配有8个标准千兆以太网接口。控制器通过这些接口向各个驱动器发送运动控制指令。


计算机参数

参数名称参数详情
操作系统Ubuntu20.04+ROS 2
电脑主机华硕(ASUS)13代 破晓X MINI商用家用办公主机
型号PN64171RZ
CPUI7 13700H
运行内存16G
SSD512G
无线连接Wi-Fi,EEE 80211a/b/g/n/ac;蓝牙4.2
外置接口HDMIx1,Type-Cx3(快充,下载,外设扩展口)

机器人规格参数

机械参数

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尺寸1650X524X325mm
臂展1764mm
净重≈52kg
材质铝合金+工程塑料

电气参数

参数名称参数详情
供电电压46.2V
工作最大功率≈550W

性能参数

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步行速度5km/h
单手载荷≈3kg
基础算力i7-13700h 6P+8E 20线程 1.6/5.0GHz

关节参数

参数名称参数详情
总执行器数量44/34
FSA执行器数量32
最大关节扭矩230N.m
工作电压12-60V
额定电压46V
最大电流40A
执行标准GB 17625.1-2012,GB 4943.1-2011,GB/T 9254-2008

传感器参数

参数名称参数详情
深度相机Realsense
IMU

电池及电源适配器

参数名称参数详情
电池容量483Wh
电池类型锂离子电池
电池标称电压40V
充电限制电压46V
额定容量5.2Ah 112.3Wh
续航时间≈60min
行走续航时间≈45min
充电时间315min
适配器输入参数100-240V-50/60Hz
适配器输出参数46V 2A MAX