关节机器人能带给我们什么?


马斯克宣布特斯拉将在2015小规模生产人形机器人,供特斯拉内部使用,并有望在2026年大规模量产,供其他公司使用。小米公司也宣布研发了小米机器人、cyberdog四足仿生智能机器狗。国内外涌现了一大批关节机器人、仿生机器人制造热潮,也带火了一批的关节模组、轴向磁通电机、磁编码器、SMC软磁复合材料的生产企业及产业链。

 

关节型机器人的结构和人类一样吗?

人类和机器人有一些共同点。机械机器人和人类看似遥远的实体,但实际上它们具有相同的骨骼和关节结构。工业机器人主要由机械臂组成,其基本结构是连杆(骨骼)和关节的组合。在人体中,肘部、肩部等能够自由弯曲的部位就是关节,连接它们的骨骼称为链接。人类和机器人通过连杆移动关节和传递力的原理是相同的。根据连杆和关节的运动方式和结构,工业机器人分为“垂直多关节型”和“水平多关节(SCARA)型”等多种类型。

垂直多关节机器人是具有串行连杆机构的工业机器人。一般由六个关节(六轴)组成。

第一轴到第三轴是腰部和手臂,第四轴到第六轴是从手腕开始。前三个轴将手腕带到特定位置。接下来的三个轴允许手腕向任意方向移动。这种 6 轴配置使其可以像人类一样自由移动。

   

        旋转接头                棱柱形接头

 

需在什么来支持机器人关节活动呢?

答案是:执行器、减速器、编码器,传导机制等。

 

 

关节机器人的执行器是指什么样的机构?

首先,我们来解释一下执行器的基础知识。

执行器将动力转化为机械运动。执行器是将动力转换为机械运动的机构。例如,电机就是其中之一。通过使用执行器,机器人可以自由调节力的大小、速度和运动角度。

执行器在日常生活中无处不在,执行器还用于打开和关闭自动门、汽车雨刷器以及游乐设施中的游戏机。执行器不仅是日常机械中不可或缺的机构,而且在使用最新技术的地方,例如直线电机汽车、天文望远镜和医疗设备中也是不可或缺的机构。可以毫不夸张地说,开发执行器与改变人们的生活直接相关。

 

关节机器人的执行器中都会使用到什么电机和减速器呢?

一般来说,电机和减速机组合安装。通过将电机和减速机结合起来,来提取电机的动力。

通常关节机器人安装的电机主要有以下三种类型:无刷直流电机、步进电机、伺服电机。这三种电机根据设计和动作方式,有径向电机,也有轴向磁通电机(盘式电机)。无论哪一种驱动都离不开稀土永磁(钕铁硼)来实现的,搭戴稀土永磁的电机具有高速高精度定位、保持高扭矩、噪音和振动小、旋转平稳、当然,材料成本高,价格昂贵也是它们的缺点。

 

这些关节机器人能替代人类从事哪些活动呢?

这些关节机器人到目前为止替代人类从事的工作大致可分为6类:

关节机器人不仅应用于汽车行业,还应用于电子/电气行业、食品行业等广泛领域。在每个现场,它们的使用方式多种多样,包括焊接、喷漆、组装、分类和运输,并且有各种各样的产品可以满足这些任务。


 

 

关节机器人的未来

随着社会的发展,关节机器人发展前景广阔,可广泛用于工厂、物流、救援、医疗、教育、科研、娱乐、服务等场景。 关节机器人也逐渐具备人类的基本特征,如头、眼、手、腿等,有助于与人类进行更自然和直观的交互,增强人机之间的亲和力与沟通效果。 人形机器人在设计上注重模仿人类的行走、抓取、表情等动作和姿态,以提供更真实的体验。

 

 

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