一、定义与构成
双臂协作机器人是一种配备双机械臂的先进机器人系统，具备高精度和高灵活性的特点，广泛应用于工业制造、医疗、物流及服务领域。它的构成主要包括以下几个方面：
1. 机械臂：拥有多自由度结构，展现出冗余运动的特性，为执行各种复杂任务提供了可能。
2. 传感模块：集成了视觉、力矩、触觉等多种传感器，增强了机器人的感知能力。
3. 控制系统：实现了双臂协同算法及路径规划，确保双臂之间的协调运动。
4. 末端执行器：配备夹爪、工具等扩展组件，适应不同的作业需求。
二、核心技术挑战
双臂协作机器人在技术上面临着多项挑战：
1. 协同控制：确保双臂动作协调，避免相互干涉，需要实时动态调整轨迹，这一目标的实现可通过采用多启发式A算法等智能算法实现。
2. 力控与柔顺性：通过力矩传感器（如宇立仪器±200N传感器）实现阻抗控制，使机器人能够适应复杂的接触场景。
3. 多模态感知：融合视觉（RGB-D摄像头）、语义指令、环境信息（激光雷达）等进行综合推理，提升机器人的感知能力和智能水平。
4. 路径优化：在处理双臂协同搬运、装配等任务时，如何解决避障和提高效率的问题是关键。
三、典型应用场景
双臂协作机器人在多个领域都有广泛的应用：
1. 在工业物流领域，机器人可以精准抓取货箱并进行商品装箱（如Galaxea机器人），其特点在于高重复精度（±0.05mm）和全向移动能力。
2. 在生命科学领域，机器人可以操作硅胶柱、透明试管（如AgileX机器人），具备微力控制（0.01N分辨率）和无菌环境适配的特点。
3. 在家庭服务领域，机器人可以完成铺桌布、摆放餐具等任务（如ARX机器人），它们具有日常场景适应性和安全交互设计。
4. 在危险作业领域，如核废料处理和化学实验操作，机器人能够完成人类难以完成的高危任务，得益于其远程控制和抗干扰感知系统。
四、技术突破与代表产品
近年来，双臂协作机器人领域取得了一系列技术突破和代表性产品：
1. 松灵Cobot Magic：配备Tracer底盘（±2mm定位精度）和PiPER机械臂（12Nm扭矩，±0.05mm末端精度），并融合了速腾M1激光雷达和RealSense D435i视觉技术。
2. PR2与ARMAR-III：拥有7自由度冗余机械臂，可实现开门、厨房操作等复杂任务，并配备了分布式ROS系统。
3. 国产多模态模型：基于语义指令进行物品分拣，通过文字或图像识别技术区分可食用物与非食用瓶装物。这些技术和产品的突破为双臂协作机器人的进一步发展奠定了基础。
五、发展趋势
双臂协作机器人未来的发展趋势包括：
1. 智能化：多模态模型将提升语义理解与自主决策能力，减少人工编程的依赖。
2. 模块化设计：通过标准接口（如ISO 9409-1）支持快速扩展传感器与工具，提高机器人的适应性和灵活性。
3. 成本优化：轻量化单臂方案的普及将使得双臂协作机器人向高端复杂场景渗透，同时降低成本，扩大市场应用范围。
以上内容全面概述了双臂协作机器人的技术进展与商业化实践，涵盖了硬件创新、算法突破以及多行业的落地案例。随着技术的不断进步和应用场景的拓展，双臂协作机器人将在更多领域发挥重要作用。
