1. Struttura e distribuzione delle articolazioni
(1) Distribuzione delle articolazioni umane
Poiché il robot dell'ex Tesla realizzava 28 gradi di libertà, il che equivale a circa 1/10 della funzione del corpo umano.
Questi 28 gradi di libertà sono distribuiti principalmente nella parte superiore e inferiore del corpo. La parte superiore del corpo comprende le spalle (6 gradi di libertà), i gomiti (4 gradi di libertà), i polsi (2 gradi di libertà) e la vita (2 gradi di libertà).
La parte inferiore del corpo comprende le articolazioni midollari (2 gradi di libertà), le cosce (2 gradi di libertà), le ginocchia (2 gradi di libertà), i polpacci (2 gradi di libertà) e le caviglie (2 gradi di libertà).
(2) Tipo e resistenza delle articolazioni
Questi 28 gradi di libertà possono essere suddivisi in articolazioni rotanti e lineari. Esistono 14 articolazioni rotanti, suddivise in tre sottocategorie, differenziate in base alla forza di rotazione. La forza minima di un'articolazione rotante è di 20 Nm e viene utilizzata nel braccio; 110 Nm sono utilizzati in vita, midollo e spalla, ecc.; 180 Nm sono utilizzati in vita e anca. Esistono anche 14 articolazioni lineari, differenziate in base alla forza. Le articolazioni lineari più piccole hanno una forza di 500 Nm e vengono utilizzate nel polso; 3900 Nm sono utilizzati nella gamba; e 8000 Nm sono utilizzati nella coscia e nel ginocchio.
(3) Struttura dell'articolazione
La struttura dei giunti comprende motori, riduttori, sensori e cuscinetti.
Utilizzo dei giunti rotantimotorie riduttori armonici,
e in futuro potrebbero essere disponibili soluzioni più ottimizzate.
I giunti lineari utilizzano motori e sfere oviti a sferecome riduttori, insieme ai sensori.
2. Motori nelle articolazioni dei robot umanoidi
I motori utilizzati nei giunti sono principalmente servomotori piuttosto che motori frameless. I motori frameless hanno il vantaggio di ridurre il peso e di rimuovere componenti aggiuntivi per ottenere una coppia maggiore. L'encoder è la chiave per il controllo a circuito chiuso del motore, e c'è ancora un divario tra i sensori nazionali e quelli esteri nella precisione dell'encoder. I sensori di forza devono rilevare con precisione la forza all'estremità, mentre i sensori di posizione devono rilevare con precisione la posizione del robot nello spazio tridimensionale.
3. Applicazione del riduttore nelle articolazioni dei robot umanoidi
Poiché in precedenza si utilizzava principalmente il riduttore armonico, consistente nella trasmissione tra la ruota morbida e la ruota in acciaio. Il riduttore armonico è efficace ma costoso. In futuro, potrebbe esserci una tendenza a sostituire i riduttori armonici con riduttori epicicloidali, poiché questi ultimi sono relativamente economici, ma la riduzione è relativamente piccola. In base alla domanda effettiva, potrebbe essere adottata una parte del riduttore epicicloidale.
La concorrenza per i giunti dei robot umanoidi riguarda principalmente riduttori, motori e viti a sfere. Per quanto riguarda i cuscinetti, le differenze tra aziende nazionali ed estere riguardano principalmente la precisione e la durata. Per quanto riguarda i riduttori di velocità, quelli epicicloidali sono più economici ma presentano una decelerazione inferiore, mentre le viti a sfere e i motoriduttori a sfere...vite a rullisono più adatti per le articolazioni delle dita. Per quanto riguarda i motori, le aziende nazionali hanno un certo grado di competitività nel campo dei micromotori.
Data di pubblicazione: 19-05-2025
