1. Δομή και κατανομή των αρθρώσεων
(1) Κατανομή των ανθρώπινων αρθρώσεων
Δεδομένου ότι το πρώην ρομπότ του Tesla πραγματοποίησε 28 βαθμούς ελευθερίας, που ισοδυναμεί με περίπου το 1/10 της λειτουργίας του ανθρώπινου σώματος.
Αυτοί οι 28 βαθμοί ελευθερίας κατανέμονται κυρίως στο άνω και κάτω μέρος του σώματος. Το άνω μέρος του σώματος περιλαμβάνει τους ώμους (6 βαθμοί ελευθερίας), τους αγκώνες (4 βαθμοί ελευθερίας), τους καρπούς (2 βαθμοί ελευθερίας) και τη μέση (2 βαθμοί ελευθερίας).
Το κάτω μέρος του σώματος περιλαμβάνει τις μυελικές αρθρώσεις (2 βαθμοί ελευθερίας), τους μηρούς (2 βαθμοί ελευθερίας), τα γόνατα (2 βαθμοί ελευθερίας), τις γάμπες (2 βαθμοί ελευθερίας) και τους αστραγάλους (2 βαθμοί ελευθερίας).
(2) Τύπος και αντοχή των αρθρώσεων
Αυτοί οι 28 βαθμοί ελευθερίας μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε περιστροφικές και γραμμικές αρθρώσεις. Υπάρχουν 14 περιστροφικές αρθρώσεις, οι οποίες χωρίζονται σε τρεις υποκατηγορίες, οι οποίες διαφοροποιούνται ανάλογα με την περιστροφική τους δύναμη. Η μικρότερη περιστροφική άρθρωση έχει δύναμη 20 Nm και χρησιμοποιείται στο χέρι: 110 Nm χρησιμοποιείται στη μέση, τον μυελό και τον ώμο, κ.λπ.: 180 Nm χρησιμοποιείται στη μέση και το ισχίο. Υπάρχουν επίσης 14 γραμμικές αρθρώσεις, οι οποίες διαφοροποιούνται ανάλογα με την δύναμη. Οι μικρότερες γραμμικές αρθρώσεις έχουν δύναμη 500 βοδιών και χρησιμοποιούνται στον καρπό, 3900 βοδιών χρησιμοποιούνται στο πόδι και 8000 βοδιών χρησιμοποιούνται στον μηρό και το γόνατο.
(3) Δομή της άρθρωσης
Η δομή των αρθρώσεων περιλαμβάνει κινητήρες, μειωτήρες, αισθητήρες και ρουλεμάν.
Χρήση περιστροφικών αρθρώσεωνκινητήρεςκαι αρμονικοί μειωτές,
και πιο βελτιστοποιημένες λύσεις ενδέχεται να είναι διαθέσιμες στο μέλλον.
Οι γραμμικές αρθρώσεις χρησιμοποιούν κινητήρες και σφαιρικές ήβίδες με σφαιρίδιαως μειωτήρες, μαζί με αισθητήρες.
2. Κινητήρες σε αρθρώσεις ανθρωποειδών ρομπότ
Οι κινητήρες που χρησιμοποιούνται στις αρθρώσεις είναι κυρίως σερβοκινητήρες και όχι κινητήρες χωρίς πλαίσιο. Οι κινητήρες χωρίς πλαίσιο έχουν το πλεονέκτημα της μείωσης του βάρους και της αφαίρεσης επιπλέον εξαρτημάτων για την επίτευξη μεγαλύτερης ροπής. Ο κωδικοποιητής είναι το κλειδί για τον έλεγχο κλειστού βρόχου του κινητήρα και εξακολουθεί να υπάρχει ένα χάσμα μεταξύ των εγχώριων και των ξένων στην ακρίβεια του κωδικοποιητή. Οι αισθητήρες, οι αισθητήρες δύναμης, πρέπει να ανιχνεύουν με ακρίβεια τη δύναμη στο τέλος, ενώ οι αισθητήρες θέσης πρέπει να ανιχνεύουν με ακρίβεια τη θέση του ρομπότ στον τρισδιάστατο χώρο.
3. Εφαρμογή μειωτήρα σε αρθρώσεις ανθρωποειδών ρομπότ
Από το προηγούμενο, χρησιμοποιούνταν κυρίως αρμονικός μειωτήρας, που αποτελούσε τη μετάδοση μεταξύ του μαλακού τροχού και του χαλύβδινου τροχού. Ο αρμονικός μειωτήρας είναι αποτελεσματικός αλλά ακριβός. Στο μέλλον, μπορεί να υπάρξει μια τάση τα πλανητικά κιβώτια ταχυτήτων να αντικαταστήσουν τα αρμονικά κιβώτια ταχυτήτων, επειδή τα πλανητικά κιβώτια ταχυτήτων είναι σχετικά φθηνά, αλλά η μείωση είναι σχετικά μικρή. Ανάλογα με την πραγματική ζήτηση, μπορεί να υιοθετηθεί ένα μέρος του πλανητικού κιβωτίου ταχυτήτων.
Ο ανταγωνισμός για τις αρθρώσεις ανθρωποειδών ρομπότ αφορά κυρίως μειωτήρες, κινητήρες και σφαιρικές βίδες. Όσον αφορά τα ρουλεμάν, οι διαφορές μεταξύ εγχώριων και ξένων επιχειρήσεων έγκεινται κυρίως στην ακρίβεια και τη διάρκεια ζωής. Όσον αφορά τον μειωτήρα ταχύτητας, ο πλανητικός μειωτήρας ταχύτητας είναι φθηνότερος αλλά έχει λιγότερη επιβράδυνση, ενώ ο σφαιρικός κοχλίας καικυλινδρική βίδαείναι πιο κατάλληλα για αρθρώσεις δακτύλων. Όσον αφορά τους κινητήρες, οι εγχώριες επιχειρήσεις έχουν ένα ορισμένο βαθμό ανταγωνιστικότητας στον τομέα των μικροκινητήρων.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Μαΐου 2025
