Technische Dokumentation zu OpenArm

Systemumfang

OpenArm ist als forschungsfähige Manipulationsplattform und nicht als versiegelte Blackbox konzipiert. Das System soll echtes Roboterlernen, Teleoperation, Sim-to-Real-Iteration und kontaktreiche Arbeitsabläufe unterstützen, bei denen Hardware, Software und Datenerfassung aufeinander abgestimmt bleiben müssen.

Hardware-Architektur

Der Kernarm nutzt eine anthropomorphe 7-DOF-Struktur mit menschenähnlicher Redundanz, die eine natürliche Kartierung anhand von Demonstrationsflugbahnen und eine robustere Bewegungsplanung um Hindernisse herum ermöglicht. Der mechanische Rahmen besteht aus modularem Aluminium und einer einheitlichen Montagestrategie, sodass Teams Endeffektoren, Vorrichtungen und Hilfssensoren austauschen können, ohne das gesamte System neu aufbauen zu müssen.

Informationen zu mechanischem Hubraum, Nutzlast und Montagedetails finden Sie in der entsprechenden Dokumentation OpenArm-Spezifikationen Seite.

Steuerschnittstellen

OpenArm unterstützt die Kontrollmuster, die die meisten Teams während der Evaluierung und des Einsatzes benötigen: Positionskontrolle für die Ausführung von Standardbewegungen, Geschwindigkeitskontrolle für externe Schleifen mit höherer Frequenz, Impedanzkontrolle für konforme Interaktion und kraftorientierte Modi für kontaktempfindliche Aufgaben. Für demonstrationsintensive Datenerfassungsaufbauten stehen Schwerkraftkompensation und bilaterale Teleoperation zur Verfügung.

Software-Stack

OpenArm ist so konzipiert, dass es problemlos mit ROS2-basierten Robotik-Workflows zusammenarbeitet. Der erwartete Stapel umfasst Roboterbeschreibungsressourcen, Zustandsveröffentlichung, Kontrollknoten, Protokollierung und Brücken zu Simulationsumgebungen. Die Simulationsunterstützung basiert auf MuJoCo und Isaac Sim, sodass Teams Zustandsdefinitionen, Aktionsräume und Bewertungskonventionen über reale und simulierte Läufe hinweg konsistent halten können.

Sehen Software & Simulation für die Details auf Umgebungsebene.

Integrationsworkflow

Eine typische Integrationssequenz sieht wie folgt aus: Validieren Sie die mechanische Montage und den Arbeitsbereichsabstand, überprüfen Sie die Übertragung und Kalibrierung des Gelenkzustands, führen Sie risikoarme Positionsbewegungen durch, aktivieren Sie Teleoperations- oder Impedanzmodi, verbinden Sie Protokollierung und Aufgabenmetadaten und gehen Sie dann zur strukturierten Datenerfassung oder Richtlinienbewertung über. Dieser abgestufte Ablauf verringert das Einschaltrisiko und erleichtert das Debuggen, wenn sich Sensoren, Endeffektoren oder Datenschemata ändern.

Bereitschaft zur Datenerfassung

OpenArm ist besonders nützlich, wenn das Ziel nicht nur in der Bewegungsausführung, sondern auch in der Datengenerierung besteht. Das System ist so konzipiert, dass Demonstrationen, Ausfälle, Wiederholungsversuche, Kontaktzustände und Bedienereingriffe zu wiederverwendbaren Trainingsdaten werden können. Aus diesem Grund ist die Dokumentation auf Hardware, Software, Sicherheit und Datenerfassung aufgeteilt, anstatt den Roboter als einzelnes statisches Produktblatt zu behandeln.

Sehen OpenArm-Datenerfassung für den empfohlenen Arbeitsablauf.

Referenzkarte