1. Будова та розподіл суглобів
(1) Розподіл суглобів людини
Оскільки колишній робот Тесли реалізував 28 ступенів свободи, що еквівалентно приблизно 1/10 функції людського тіла.
Ці 28 ступенів свободи розподілені переважно у верхній та нижній частинах тіла. Верхня частина тіла включає плечі (6 ступенів свободи), лікті (4 ступені свободи), зап'ястя (2 ступені свободи) та талію (2 ступені свободи).
Нижня частина тіла включає спинномозкові суглоби (2 ступені свободи), стегна (2 ступені свободи), коліна (2 ступені свободи), литки (2 ступені свободи) та щиколотки (2 ступені свободи).
(2) Тип та міцність з'єднань
Ці 28 ступенів свободи можна розділити на обертальні та лінійні суглоби. Існує 14 обертальних суглобів, які поділяються на три підкатегорії, що диференціюються за обертальною силою. Найменша сила обертального суглоба становить 20 Нм і використовується в руці: 110 Нм - 9 Нм - в талії, довгастому тілі та плечі тощо; 180 Нм - в талії та стегні. Також існує 14 лінійних суглобів, що диференціюються за міцністю. Найменші лінійні суглоби мають міцність 500 Нм і використовуються в зап'ясті; 3900 Нм - в нозі; і 8000 Нм - у стегні та коліні.
(3) Структура суглоба
Структура шарнірів включає двигуни, редуктори, датчики та підшипники.
Використання обертових з'єднаньдвигунита гармонічні редуктори,
і в майбутньому можуть бути доступні більш оптимізовані рішення.
Лінійні шарніри використовують двигуни та кульки абокулькові гвинтияк редуктори, разом із датчиками.
2. Двигуни в суглобах гуманоїдних роботів
Двигуни, що використовуються в шарнірах, є переважно серводвигунами, а не безрамними двигунами. Безрамні двигуни мають перевагу у зменшенні ваги та видаленні зайвих деталей для досягнення більшого крутного моменту. Енкодер є ключем до замкнутого циклу керування двигуном, і все ще існує розрив між вітчизняним та іноземним енкодером у точності. Датчики, датчики сили повинні точно визначати силу на кінці, тоді як датчики положення повинні точно визначати положення робота в тривимірному просторі.
3. Застосування редуктора в суглобах гуманоїдних роботів
З попереднього періоду в основному використовувався гармонійний редуктор, що складався з передачі між м'яким колесом та сталевим колесом. Гармонічний редуктор є ефективним, але дорогим. У майбутньому може виникнути тенденція до заміни гармонійних коробок передач планетарними редукторами, оскільки планетарні редуктори відносно дешеві, але зниження відносно невелике. Залежно від фактичного попиту, може бути впроваджена частина планетарних коробок передач.
Конкуренція за гуманоїдні робототехнічні з'єднання в основному стосується редукторів, двигунів та кулькових гвинтів. Що стосується підшипників, то відмінності між вітчизняними та іноземними підприємствами полягають головним чином у точності та терміні служби. Що стосується редукторів швидкості, то планетарні редуктори дешевші, але мають менше уповільнення, тоді як кулькові гвинти та...роликовий гвинтбільше підходять для пальцевих з'єднань. Що стосується двигунів, вітчизняні підприємства мають певний ступінь конкурентоспроможності в галузі мікродвигунів.
Час публікації: 19 травня 2025 р.
