1. Budowa i rozmieszczenie stawów
(1) Dystrybucja stawów ludzkich
Ponieważ poprzedni robot Tesli osiągnął 28 stopni swobody, co odpowiada mniej więcej 1/10 funkcji ludzkiego ciała.
Te 28 stopni swobody jest rozłożone głównie w górnej i dolnej części ciała. Górna część ciała obejmuje barki (6 stopni swobody), łokcie (4 stopnie swobody), nadgarstki (2 stopnie swobody) i talię (2 stopnie swobody).
Dolną część ciała tworzą stawy śródręczno-paliczkowe (2 stopnie swobody), uda (2 stopnie swobody), kolana (2 stopnie swobody), łydki (2 stopnie swobody) i kostki (2 stopnie swobody).
(2) Rodzaj i wytrzymałość stawów
Te 28 stopni swobody można podzielić na stawy obrotowe i liniowe. Istnieje 14 stawów obrotowych, które dzielą się na trzy podkategorie, zróżnicowane w zależności od siły rotacyjnej. Najmniejsza siła rotacyjna stawu wynosi 20 Nm i jest stosowana w ramieniu: 110 Nm w stawie biodrowym, 9 Nm w stawie biodrowym, 180 Nm w stawie biodrowym i taliowym. Istnieje również 14 stawów liniowych, zróżnicowanych w zależności od siły. Najmniejsze stawy liniowe mają siłę 500 Nm i są stosowane w nadgarstku; 3900 Nm w stawie kolanowym; a 8000 Nm w stawie biodrowym i kolanowym.
(3) Struktura stawu
W skład połączeń wchodzą silniki, reduktory, czujniki i łożyska.
Zastosowanie złączy obrotowychsilnikii reduktory harmoniczne,
a w przyszłości mogą być dostępne bardziej zoptymalizowane rozwiązania.
Przeguby liniowe wykorzystują silniki i przekładnie kulowe lubśruby kulowejako reduktory, wraz z czujnikami.
2. Silniki w stawach robotów humanoidalnych
Silniki stosowane w przegubach to głównie serwosilniki, a nie silniki bezramowe. Silniki bezramowe mają tę zaletę, że zmniejszają masę i usuwają dodatkowe części, co pozwala uzyskać większy moment obrotowy. Enkoder jest kluczem do sterowania silnikiem w pętli zamkniętej, a dokładność enkoderów krajowych i zagranicznych wciąż jest niewystarczająca. Czujniki siły muszą precyzyjnie mierzyć siłę końcową, natomiast czujniki położenia muszą precyzyjnie mierzyć położenie robota w przestrzeni trójwymiarowej.
3. Zastosowanie reduktora w stawach robotów humanoidalnych
Od czasu poprzedniego zastosowania, głównie reduktora harmonicznych, który stanowił przekładnię między kołem miękkim a kołem stalowym, reduktor harmonicznych jest skuteczny, ale drogi. W przyszłości może pojawić się trend zastępowania przekładni harmonicznych przekładniami planetarnymi, ponieważ przekładnie planetarne są stosunkowo tanie, a redukcja jest stosunkowo niewielka. W zależności od rzeczywistego zapotrzebowania, może zostać zastosowana część przekładni planetarnej.
Konkurencja w dziedzinie przegubów robotów humanoidalnych to głównie reduktory, silniki i śruby kulowe. Jeśli chodzi o łożyska, różnice między firmami krajowymi i zagranicznymi dotyczą głównie precyzji i żywotności. Jeśli chodzi o reduktory prędkości, reduktor planetarny jest tańszy, ale zapewnia mniejsze hamowanie, podczas gdy śruby kulowe iśruba rolkowaSą bardziej odpowiednie do stawów palcowych. Jeśli chodzi o silniki, krajowe przedsiębiorstwa mają pewną przewagę konkurencyjną w dziedzinie mikrosilników.
Czas publikacji: 19 maja 2025 r.
