· 減速器標準化制定
提到減速器,不得不說由于仿人機器人運動特點,舵機主要工作在低速高扭矩場景,而具有高速度低扭矩特性的電機無法滿足直接使用需求,只能通過減速器來降低速度和提高扭矩。
仿人機器人常用的減速器主要有三大類,由于機器人對于控制上精度要求較高,回差是機器人用精密減速器的關鍵性能指標之一。
目前,精密減速器標準有GB/T30819-2014《機器人用諧波減速器》和GB/T 35089-2018《機器人用精密齒輪傳動裝置實驗方法》。然而,這兩個標準對機器人精密減速器的回差都沒有詳細規定,回差又分為靜態和動態,對應的測試方法不同,非常有必要建立一個國家級的標準。作為中國通用機械工業協會減變速機分會標準化委員會委員,優必選科技積極參與《精密減速器回差測試與評價》標準制定工作,統一減速器回差測量和評價方法,促進機器人關節控制工作研究發展。
整機構型的關鍵工具
仿真平臺是整機構型的關鍵工具,對于任何機械設計工作的重要性不言而喻。
不同的整機構型,哪怕只有一點點差異,從外觀上很難觀察出來,都會對機器人造成很大的影響。有了仿真平臺,就可以對機器人物理模型進行動作模擬,縮短研發周期,減少設計風險。
在仿真平臺上,針對整機構型的優化,包括了設計變量、限制條件、目標函數三個部分。
機器人機械系統優化
其中設計變量包括關節長度,比如機器人腿長,還有伺服驅動器選型,比如電機、減速器等不同組合;限制條件,包含了結構剛度及強度、關節力矩、步態軌跡;最終希望達到機器人總質量最輕、運動性能最好的優化目標。
快速行走仿真&實際效果對比
如上圖所示,Walker除了手臂擺動不一致,腿部步態和運動算法都是一樣的。同時,也會對仿真和真機的關節力矩曲線作比較,更好地指導實際的真機設計和測試。
未來發展趨勢
在整機構型的未來發展趨勢上,一是伺服驅動器和整機構型的融合設計,機電和運動控制方面的聯合仿真,實現機器人的最優設計;
二是引入彈性元件,為電驅動伺服驅動器提供輔助力矩和緩沖地面沖擊;
三是仿生學應用,我們知道,仿人機器人很多設計都是模擬人或動物背后的原理,這些動物和人體骨骼肌肉的研究將助推機器人機械技術的發展。
一起走進人機共存的時代
不難想象,仿人機器人的機械結構,在未來一定會得到快速發展和廣泛應用。優必選科技將持續投入核心硬科技,讓人類的生活方式變得更加便捷化、智能化、人性化。
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