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驱动器内置型机器人灵巧手特点

来源:国金证券      编辑:创泽      时间:2023/8/1      主题:其他   [加盟]

相比驱动器外置,驱动器内置式灵巧手各关节具有较好的刚性,更利于传感器的直接测量, 且模块化设计利于更换维护。但是驱动器的内置分布让通信和控制难度加大,手指尺寸及 灵巧手整手尺寸较大,关节灵活度下降。

驱动器内置式灵巧手典型代表产品包括德国宇航中心(DLR)于 2011 研制的面向空间应用 的多指灵巧手 Dexhand,以及哈尔滨工业大学和 DLR 公司研制的 DLR/HIT II。

德国宇航中心研制的 DLR/HIT II 灵巧手为了应对复杂的空间环境,将驱动器及电气 系统都集中在手掌内,并通过 2mm 厚的铝质外壳来屏蔽电磁干扰,降低温度影响。

DLR/HIT II 灵巧手尺寸为人手的 1.5-2 倍,具有 1 个独立的手掌和 5 根模块化手指, 每根手指集驱动、传感、控制等为一体。其中,拇指与手掌之间有一个类似人手的外 张/收敛自由度,可以通过配置拇指的位置来满足不同的抓取要求。



  



驱动器外置型机器人灵巧手特点

灵巧手的外观设计更加拟人化,手指本体更加纤细;可以采用更大的驱动电机,从而增大手指的输出力;驱动器与手本体之间距离远增加了控制器设计的难度

机器人多指灵巧手经历了三个阶段

第一阶段是从 20 世纪 70 年代—20 世纪 90 年代,典型代表是日本的 Okada、美国的 Stanford/JPL 和 Utah/MIT;第二阶段是从 20 世纪 90 年代到 2010 年

机器人灵巧手是指数≥3,自由度≥9 的末端执行器

灵巧手是机器人操作和动作执行的末端工具,满足两个条件:指关节运动时能使物体产生任意运动,指关节固定时能完全限制物体的运动,定义灵巧手是指数≥3,自由度≥9 的末端执行器

智能类人机器人特斯拉擎天柱 (Optimus) 执行机构分析

特斯拉公布了 6 种规格的执行器,旋转执行器采用谐波减速器+电机的方案,线性执行器采用丝杠+电机的方案,对于手掌关节,其采用了空心杯电机+蜗轮蜗杆的结构

人形机器人前主要聚焦于运动控制能力的提升

人形机器人有更强的柔性化水平,更好的环境感知能力和判断能力,首要需要解决的问题是如何实现像人一样去运动,能够兼顾可靠性

特斯拉机器人躯干共有28个关节

28个执行器分别为肩关节(单侧三自由度旋转关节)6个,肘关节(单侧直线关节)2个,腕部关节(单侧2个直线+1个旋转)6个,腰部(二自由度旋转关节)2个

机器人关节电机核心指标是功率密度

无框力矩电机没有外壳,可以提供更大的设备空 间,中间是中空形式的,便于走线;在设计中,可以使整个机器体积更小,因此可以提供更大的功率密度比

腿足式机器人伺服驱动器方案-三种伺服驱动器

型伺服驱动器有三种类型,分别为常规伺服驱动器,SEA 伺服驱动器,本体伺服驱动器;主要由力矩电机,谐波减速器,电机编码器,输出编码器,驱动板,制动器组成

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电机驱动控制手段先进,速度反馈容易,绝大部分机器人使用电机驱动;液压驱动体积小重量轻,是机器人Atlas使用的驱动方案;气动驱动安全性高,应用于仿生机器人等

智能服务机器人的动力装置-驱动系统

根据能量转换方式的不同,机器人的驱动方式可分为电机驱动、液压驱动、气动驱动等;现有的绝大多数人形机器人采用电机驱动

仿人形机器人核心零部件:零部件数量更多,质量要求更高

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