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驅動器混合置型機器人靈巧手特點

來源:國金證券      編輯:創澤      時間:2023/8/1      主題:其他   [加盟]

部分靈巧手采用驅動器外置和內置相結合的方式,這種設計可以提G手指的輸出力矩,保證較G自由度的同時,控制體積大小。例如意大利的 iCub 和韓國的 RoboRay 靈巧手。

意大利 iCub 靈巧手有 20 個活動關節、9 個自由度。9 個電機只有 2 個集成在手掌內, 另外 7 個集成在前臂里。

韓國三星公司 2014 年研制了 RoboRay 靈巧手,該手具有五根手指,12 個自由度,7 個大載荷的驅動器放置在前臂內,提供主要的抓取力,實現包絡抓取,并將 5 個小載 荷的驅動器放置在手掌內,用來改變手指姿態,實現準確抓取。

混合置式靈巧手將一部分驅動器放在手臂,既保證了驅動力,也降低了靈巧手本體的體積, 使得靈巧手更加擬人化。同時,靈巧手本體內置一部分驅動器,也有利于傳感器的直接測 量。但另一方面,混合置靈巧手仍然具有外置式的缺點,例如需要借助腱繩傳動,增加了 維修難度。從未來的發展趨勢上看,隨著微驅動、微傳動器件技術提升,多指靈巧手的研 究將會向著模塊化、微機電集成化方向發展。


  



驅動器內置型機器人靈巧手特點

驅動器內置式靈巧手各關節具有較好的剛性,更利于傳感器的直接測量,且模塊化設計利于更換維護;整手尺寸較大,關節靈活度下降

驅動器外置型機器人靈巧手特點

靈巧手的外觀設計更加擬人化,手指本體更加纖細;可以采用更大的驅動電機,從而增大手指的輸出力;驅動器與手本體之間距離遠增加了控制器設計的難度

機器人多指靈巧手經歷了三個階段

第一階段是從 20 世紀 70 年代—20 世紀 90 年代,典型代表是日本的 Okada、美國的 Stanford/JPL 和 Utah/MIT;第二階段是從 20 世紀 90 年代到 2010 年

機器人靈巧手是指數≥3,自由度≥9 的末端執行器

靈巧手是機器人操作和動作執行的末端工具,滿足兩個條件:指關節運動時能使物體產生任意運動,指關節固定時能完全限制物體的運動,定義靈巧手是指數≥3,自由度≥9 的末端執行器

智能類人機器人特斯拉擎天柱 (Optimus) 執行機構分析

特斯拉公布了 6 種規格的執行器,旋轉執行器采用諧波減速器+電機的方案,線性執行器采用絲杠+電機的方案,對于手掌關節,其采用了空心杯電機+蝸輪蝸桿的結構

人形機器人前主要聚焦于運動控制能力的提升

人形機器人有更強的柔性化水平,更好的環境感知能力和判斷能力,首要需要解決的問題是如何實現像人一樣去運動,能夠兼顧可靠性

特斯拉機器人軀干共有28個關節

28個執行器分別為肩關節(單側三自由度旋轉關節)6個,肘關節(單側直線關節)2個,腕部關節(單側2個直線+1個旋轉)6個,腰部(二自由度旋轉關節)2個

機器人關節電機核心指標是功率密度

無框力矩電機沒有外殼,可以提供更大的設備空 間,中間是中空形式的,便于走線;在設計中,可以使整個機器體積更小,因此可以提供更大的功率密度比

腿足式機器人伺服驅動器方案-三種伺服驅動器

型伺服驅動器有三種類型,分別為常規伺服驅動器,SEA 伺服驅動器,本體伺服驅動器;主要由力矩電機,諧波減速器,電機編碼器,輸出編碼器,驅動板,制動器組成

控制系統:智能機器人的神經系統

控制系統根據指令及傳感信息,向驅動系統發出指令,控制其完成規定的運動,控制系統主要由控制器(硬件)和控制算法(軟件)組成

智能服務機器人三種驅動系統優缺點比較

電機驅動控制手段先進,速度反饋容易,絕大部分機器人使用電機驅動;液壓驅動體積小重量輕,是機器人Atlas使用的驅動方案;氣動驅動安全性高,應用于仿生機器人等

智能服務機器人的動力裝置-驅動系統

根據能量轉換方式的不同,機器人的驅動方式可分為電機驅動、液壓驅動、氣動驅動等;現有的絕大多數人形機器人采用電機驅動
 
資料獲取
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