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智能机器人柔性关节的反向研发

智能柔性执行器,即柔性关节对机器人的重要性不言而喻。机器人的所有动作都离不开关节。

业界根据人的肌肉和骨骼模拟出机器人关节的自由度,通常我们所说的多少个自由度就是多少个关节,比如工厂里机四轴机械臂,其中的一轴就是一个关节。对一台机器人来说,关节成本占硬件总成本的70%以上。

而且服务机器人与工业机器人对关节的要求又大为不同。

工业机器人要求长久稳定性,对灵活性和自适应性要求不高,它们只需要按照规划好的路径运动就可以,不用有很多的变化。而服务机器人则不同,行走、运动等功能自然对关节的灵活性要求极高。所以工业机器人的关节大多是刚性执行器,而服务机器人则需要智能柔性执行器。

此前最知名的人形机器人来自波士顿动力。早在2017年,该公司机器人的一段跳跃、旋转、后空翻的视频惊艳了整个机器人圈。大家纷纷感叹,这个机器人的关节也太灵活了。

但这并不意味着智能柔性关节已经不是问题。恰恰相反,据了解,目前国际上大概只有三四家掌握智能柔性关节技术,其中波士顿动力的技术不公开,MASA同样也不公开对民用开放。

正因如此,截至目前,工业机器人大多采用体积大、刚性强的传统伺服系统,而服务机器人由于身形限制,无法使用传统伺服,只能勉强装备更多用于航模、玩具等开发的舵机。

舵机故障率高、噪音大,不够智能,这也是为什么我们老感觉目前服务机器人总有些笨笨的感觉。缺少高性能柔性关节成为服务机器人发展的一大障碍。

简单来说,此次出现的智能柔性执行器SCA,将传统工业伺服系统做到了舵机大小,并兼顾了两者优点。将工业伺服系统应用于服务机器人,要解决的核心难题就是如何在不牺牲性能的情况下,将其缩小到适用于服务机器人的体积。

工业伺服系统包括电机、驱动器、减速器、编码器等核心元件,如何将这些原本独立的元器件集成到一起,就像将很多芯片集成到一块电路板上一样?答案是从底层做起,研发能各自匹配发挥出最大效率的电机、驱动器等。

龙人科技对机器人反向工程的研究不断开展,同时还将涉足机器人核心零部件和技术的二次开发,助力国产企业在下代机器人大市场上占领先机。

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