1. Structuur en verdeling van gewrichten
(1) Verdeling van menselijke gewrichten
Sinds de robot van Tesla 28 vrijheidsgraden realiseerde, wat overeenkomt met ongeveer 1/10 van de functies van het menselijk lichaam.
Deze 28 vrijheidsgraden zijn voornamelijk verdeeld over het boven- en onderlichaam. Het bovenlichaam omvat de schouders (6 vrijheidsgraden), ellebogen (4 vrijheidsgraden), polsen (2 vrijheidsgraden) en taille (2 vrijheidsgraden).
Het onderlichaam bestaat uit de medullaire gewrichten (2 vrijheidsgraden), dijen (2 vrijheidsgraden), knieën (2 vrijheidsgraden), kuiten (2 vrijheidsgraden) en enkels (2 vrijheidsgraden).
(2) Type en sterkte van de verbindingen
Deze 28 vrijheidsgraden kunnen worden onderverdeeld in rotatie- en lineaire gewrichten. Er zijn 14 draaigewrichten, die zijn onderverdeeld in drie subcategorieën, gedifferentieerd naar rotatiesterkte. De kleinste draaigewrichtssterkte is 20 Nm voor de arm; 110 Nm voor de taille, medulla en schouder, enz.; 180 Nm voor de taille en heup. Er zijn ook 14 lineaire gewrichten, gedifferentieerd naar sterkte. De kleinste lineaire gewrichten hebben een sterkte van 500 Nm en worden gebruikt in de pols; 3900 Nm voor het been; en 8000 Nm voor het dijbeen en de knie.
(3) Structuur van het gewricht
De structuur van de verbindingen omvat motoren, reductoren, sensoren en lagers.
Gebruik van draaikoppelingenmotorenen harmonische reductoren,
en in de toekomst zijn er mogelijk nog meer geoptimaliseerde oplossingen beschikbaar.
Lineaire verbindingen maken gebruik van motoren en kogel- ofkogelomloopspindelsals reductoren, samen met sensoren.
2. Motoren in humanoïde robotgewrichten
De motoren die in de gewrichten worden gebruikt, zijn voornamelijk servomotoren in plaats van frameloze motoren. Frameloze motoren hebben als voordeel dat ze gewicht besparen en extra onderdelen verwijderen om een hoger koppel te bereiken. Encoders zijn de sleutel tot closed-loopregeling van de motor, en er is nog steeds een kloof tussen binnenlandse en buitenlandse encoders wat betreft de nauwkeurigheid ervan. Sensoren, krachtsensoren, moeten de kracht aan het uiteinde nauwkeurig meten, terwijl positiesensoren de positie van de robot in de driedimensionale ruimte nauwkeurig moeten meten.
3. Toepassing van reductoren in humanoïde robotgewrichten
De vorige gebruikte voornamelijk een harmonische reductor, die de overbrenging tussen het zachte wiel en het stalen wiel vormt. Een harmonische reductor is effectief, maar duur. In de toekomst zou er een trend kunnen zijn om de harmonische reductor te vervangen door planetaire reductoren, omdat planetaire reductoren relatief goedkoop zijn, maar de reductie relatief klein is. Afhankelijk van de werkelijke vraag kan een deel van de planetaire reductor worden overgenomen.
De concurrentie om humanoïde robotgewrichten bestaat voornamelijk uit reductoren, motoren en kogelomloopspindels. Op het gebied van lagers zitten de verschillen tussen binnenlandse en buitenlandse bedrijven vooral in precisie en levensduur. Wat betreft snelheidsreductoren is een planetaire snelheidsreductor goedkoper, maar heeft minder vertraging, terwijl een kogelomloopspindel enrolschroefzijn meer geschikt voor vingergewrichten. Wat motoren betreft, hebben binnenlandse bedrijven een zekere mate van concurrentiekracht op het gebied van micromotoren.
Geplaatst op: 19 mei 2025
