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济南融恩机电设备有限公司
人形机器人的演变
编辑:admin 浏览量:84 发布日期: 2019-02-13 10:45

机器人探索其他行星,生产汽车零件和真空吸尘器,今天几乎无处不在。然而,它们通常看起来并不像科幻迷那样:它们像轮子上的扁平小车一样四处移动,或者作为工业大厅中的大型机器永久安装。具有眼睛和耳朵,手臂和腿的人形机器人仍处于发展的早期阶段。东部机器人的一个部门正在这个领域工作。作为机械人的肌肉,韩国公司使用FAULHABER的电机。

来自东部的工业机器人用于半导体生产,其中他们在生产步骤之后收集高灵敏度硅晶片并精确定位它们用于下一步骤。对于这样的任务,机器不可移动地锚定在生产现场。此外,该公司生产用于日常生活的机器人:清洁地板的机器人,作为自动化防护装置的巡逻室或引导并告知访客。这些在轮子上行进并且具有盒形外壳。

两种类型的机器人的共同点是它们的计算能力和用于完成少量狭义任务的电机功率。这样做,他们非常有效地使用他们的资源。然而,它们并不是特别通用。

人形障碍

即使在他们的基本运动中,类人机器人类机器人与其物种的专家相比也处于决定性的劣势:两条腿走路远比精确控制的轮子运动复杂得多。甚至人类也需要一个美好的一年才能掌握这些看似微不足道的动作序列以及大约200个肌肉,众多复杂关节和大脑物质的各种专门区域之间的相互作用。最重要的是,人的生物力学在能源效率方面还有很多不足之处。臂和腿的不利杠杆比需要高功率努力以获得相对适度的结果。
到目前为止,人形机器人仅被用作研究对象,玩具或两者。自20世纪90年代以来,世界各地的技术大学一直在举办机器人足球锦标赛,其中研究,技术开发和乐趣形成了一个生产单位。人形机器人在这里有一个单独的联盟。此外,还有一个庞大的国际机器人爱好者社区,他们使用自制机器人或由预制套件制成的机器人来测试他们的编程技能,并且这样做也可以提升人形机器人可能性的知识。

电力和智能包

东部机器人的Hovis系列在这个社区有很多支持者。这至少归功于所谓的伺服系统,它使大约35厘米的机械人动起来。舵机也单独出售,在雄心勃勃的爱好者中非常受欢迎。伺服是一个紧凑的单位 - 继续与人类的比较 - 坐在四肢肌肉 - 肌腱 - 神经包。它将电池电量和控制信号转换为独立运动。对于小型人形机器人,东部机器人开发了HerkuleX系列的伺服单元。它们由驱动电机,高性能齿轮箱,电子反馈系统(编码器)和通信接口组成,所有这些都集中在坚固的塑料外壳中。
编码器确保伺服始终准确地知道其当前位置。它还转换控制信号,例如,命令“向前迈步”,并告诉电机需要多少转才能执行任务。电机,软件和控制单元之间的最佳协调交互使机器人关节在运动序列中具有一定程度的自主性。通过HerkuleX伺服单元,这些机器能够独立地精确控制简单和复杂的移动模式。由于编码器中的复杂软件及其高性能通信接口,信号可以快速准确地传输。

紧凑的效率

机芯本身来自电机。由于 - 见上文 - 不利的人形杠杆比,它必须以最小尺寸产生尽可能多的扭矩。“在对市场上可用的电机进行详细比较后,东部机器人选择了FAULHABER的2224 SR和2232 SR系列的直流微电机”,东部机器人的DS Choi解释道。“电机的极端紧凑性和高功率发电是决定性因素。在动力学和功率密度方面,它们是无可争议的领导者。此外,FAULHABER这个名字是机器人爱好者的卓越品质的代名词。”
2232 SR系列的直流微电机可实现10 mNm的连续扭矩,电机直径仅为22毫米。为实现这一目标,即使启动电压很低,它们也需要很少的功率并开始工作。效率高达87%,他们以最高效率使用电池储备。DS Choi:“这对于每次充电的长时间运行非常重要。此外,电机的线性特性可以简化对我们的控制。”
关于它们的实用价值,人形机器人离他们的固定工业同事和滚动的家庭佣人还很远。然而,随着技术的进步,它们的劣势可以转化为关键优势。由于相对不稳定的直立步态,人类也能够庆祝他们的进化胜利。从他们的非专业化发展到几乎无限的可能性,最终使他们如此成功。无论如何,机器人足球运动员的目标是到2050年能够击败卫冕的人类世界冠军。

类人机器人 - 从大自然中复制,但仍然具有有限的移动自由
 
基于FAULHABER驱动技术的高性能HerkuleX伺服模块
 
人体运动的复杂机制被复制了20个伺服单元

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