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控製器在機器人運動控製係統中發揮核心作用

來源: 浙商證券編輯: 創澤時間:2023/9/4 主題: 其他[ 加盟]

運動控製器是指以中央邏輯控製單元為核心,以傳感器為信號敏感元件, 以電機或動力裝置和執行單元為控製對象的一種控製裝置,其主要任務是 根據運動控製的要求和傳感器件的信號進行必要的邏輯、數學運算,為電機或其它動力和執行裝置提供正確的控製信號





機器人整體電子電氣結構以電控係統為基礎

典型的機器人電子電氣結構主要由以下部分組成, 電源管理,環境感知,中央控製單元,電機控製,人機界麵, 可選組件和其他應用

氣壓/液壓驅動型機器人靈巧手特點

通過動力元件推動工作介質(液體或氣體)在缸體內產 生壓力差而驅動執行元件,與其他驅動方式相比,液壓和氣壓驅動具有輸出功率密度大,易於實現遠距離控製以及輸出力大等優點

電機驅動型機器人靈巧手特點

微型驅動器和減速器的發展為手指驅動係統的微型化和集成化創造了條件,其直線驅動器將旋轉電機,旋轉直線轉換結構和減速機都集成在靈巧手內部

驅動器混合置型機器人靈巧手特點

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

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,更利於傳感器的直接測量,且模塊化設計利於更換維護;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製器設計的難度

機器人多指靈巧手經曆了三個階段

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製物體的運動,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,對於手掌關節,其采用了空心杯電機+蝸輪蝸杆的結構

人形機器人前主要聚焦於運動控製能力的提升

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

特斯拉機器人軀幹共有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,便於走線;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
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人形整機平衡與行走步態是基本
人形機器人行為規劃難度遠高於自動駕駛
人形機器人是頭部科技公司的競爭
軟件決定人形機器人高度,算法需與硬件匹配
人形機器人空間測算:25年起步,30年開
人形機器人商業化:細分領域突破到通用型,
人形機器人難點:軟硬件均存在難點,降本與
人形機器人構成:三大模塊,軟件與硬件交互
人形機器人特點:通用性打破工業及服務機器
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