編輯:admin 浏覽量:84 發布日期: 2019-02-13 10:45
機器人(rén)探索其他(tā)行星,生産汽車零件和(hé)真空吸塵器,今天幾乎無處不在。然而,它們通(tōng)常看起來(lái)并不像科幻迷那樣:它們像輪子上的(de)扁平小車一樣四處移動,或者作爲工業大(dà)廳中的(de)大(dà)型機器永久安裝。具有眼睛和(hé)耳朵,手臂和(hé)腿的(de)人(rén)形機器人(rén)仍處于發展的(de)早期階段。東部機器人(rén)的(de)一個(gè)部門正在這(zhè)個(gè)領域工作。作爲機械人(rén)的(de)肌肉,韓國公司使用(yòng)FAULHABER的(de)電機。
來(lái)自東部的(de)工業機器人(rén)用(yòng)于半導體生産,其中他(tā)們在生産步驟之後收集高(gāo)靈敏度矽晶片并精确定位它們用(yòng)于下(xià)一步驟。對(duì)于這(zhè)樣的(de)任務,機器不可(kě)移動地錨定在生産現場(chǎng)。此外,該公司生産用(yòng)于日常生活的(de)機器人(rén):清潔地闆的(de)機器人(rén),作爲自動化(huà)防護裝置的(de)巡邏室或引導并告知訪客。這(zhè)些在輪子上行進并且具有盒形外殼。
兩種類型的(de)機器人(rén)的(de)共同點是它們的(de)計算(suàn)能力和(hé)用(yòng)于完成少量狹義任務的(de)電機功率。這(zhè)樣做(zuò),他(tā)們非常有效地使用(yòng)他(tā)們的(de)資源。然而,它們并不是特别通(tōng)用(yòng)。
人(rén)形障礙
即使在他(tā)們的(de)基本運動中,類人(rén)機器人(rén)類機器人(rén)與其物(wù)種的(de)專家相比也(yě)處于決定性的(de)劣勢:兩條腿走路遠(yuǎn)比精确控制的(de)輪子運動複雜(zá)得(de)多(duō)。甚至人(rén)類也(yě)需要一個(gè)美(měi)好的(de)一年才能掌握這(zhè)些看似微不足道的(de)動作序列以及大(dà)約200個(gè)肌肉,衆多(duō)複雜(zá)關節和(hé)大(dà)腦(nǎo)物(wù)質的(de)各種專門區(qū)域之間的(de)相互作用(yòng)。最重要的(de)是,人(rén)的(de)生物(wù)力學在能源效率方面還(hái)有很多(duō)不足之處。臂和(hé)腿的(de)不利杠杆比需要高(gāo)功率努力以獲得(de)相對(duì)适度的(de)結果。
到目前爲止,人(rén)形機器人(rén)僅被用(yòng)作研究對(duì)象,玩具或兩者。自20世紀90年代以來(lái),世界各地的(de)技術大(dà)學一直在舉辦機器人(rén)足球錦标賽,其中研究,技術開發和(hé)樂(yuè)趣形成了(le)一個(gè)生産單位。人(rén)形機器人(rén)在這(zhè)裏有一個(gè)單獨的(de)聯盟。此外,還(hái)有一個(gè)龐大(dà)的(de)國際機器人(rén)愛(ài)好者社區(qū),他(tā)們使用(yòng)自制機器人(rén)或由預制套件制成的(de)機器人(rén)來(lái)測試他(tā)們的(de)編程技能,并且這(zhè)樣做(zuò)也(yě)可(kě)以提升人(rén)形機器人(rén)可(kě)能性的(de)知識。
電力和(hé)智能包
東部機器人(rén)的(de)Hovis系列在這(zhè)個(gè)社區(qū)有很多(duō)支持者。這(zhè)至少歸功于所謂的(de)伺服系統,它使大(dà)約35厘米的(de)機械人(rén)動起來(lái)。舵機也(yě)單獨出售,在雄心勃勃的(de)愛(ài)好者中非常受歡迎。伺服是一個(gè)緊湊的(de)單位 - 繼續與人(rén)類的(de)比較 - 坐(zuò)在四肢肌肉 - 肌腱 - 神經包。它将電池電量和(hé)控制信号轉換爲獨立運動。對(duì)于小型人(rén)形機器人(rén),東部機器人(rén)開發了(le)HerkuleX系列的(de)伺服單元。它們由驅動電機,高(gāo)性能齒輪箱,電子反饋系統(編碼器)和(hé)通(tōng)信接口組成,所有這(zhè)些都集中在堅固的(de)塑料外殼中。
編碼器确保伺服始終準确地知道其當前位置。它還(hái)轉換控制信号,例如,命令“向前邁步”,并告訴電機需要多(duō)少轉才能執行任務。電機,軟件和(hé)控制單元之間的(de)最佳協調交互使機器人(rén)關節在運動序列中具有一定程度的(de)自主性。通(tōng)過HerkuleX伺服單元,這(zhè)些機器能夠獨立地精确控制簡單和(hé)複雜(zá)的(de)移動模式。由于編碼器中的(de)複雜(zá)軟件及其高(gāo)性能通(tōng)信接口,信号可(kě)以快(kuài)速準确地傳輸。
緊湊的(de)效率
機芯本身來(lái)自電機。由于 - 見上文 - 不利的(de)人(rén)形杠杆比,它必須以最小尺寸産生盡可(kě)能多(duō)的(de)扭矩。“在對(duì)市場(chǎng)上可(kě)用(yòng)的(de)電機進行詳細比較後,東部機器人(rén)選擇了(le)FAULHABER的(de)2224 SR和(hé)2232 SR系列的(de)直流微電機”,東部機器人(rén)的(de)DS Choi解釋道。“電機的(de)極端緊湊性和(hé)高(gāo)功率發電是決定性因素。在動力學和(hé)功率密度方面,它們是無可(kě)争議(yì)的(de)領導者。此外,FAULHABER這(zhè)個(gè)名字是機器人(rén)愛(ài)好者的(de)卓越品質的(de)代名詞。”
2232 SR系列的(de)直流微電機可(kě)實現10 mNm的(de)連續扭矩,電機直徑僅爲22毫米。爲實現這(zhè)一目标,即使啓動電壓很低,它們也(yě)需要很少的(de)功率并開始工作。效率高(gāo)達87%,他(tā)們以最高(gāo)效率使用(yòng)電池儲備。DS Choi:“這(zhè)對(duì)于每次充電的(de)長(cháng)時(shí)間運行非常重要。此外,電機的(de)線性特性可(kě)以簡化(huà)對(duì)我們的(de)控制。”
關于它們的(de)實用(yòng)價值,人(rén)形機器人(rén)離他(tā)們的(de)固定工業同事和(hé)滾動的(de)家庭傭人(rén)還(hái)很遠(yuǎn)。然而,随著(zhe)技術的(de)進步,它們的(de)劣勢可(kě)以轉化(huà)爲關鍵優勢。由于相對(duì)不穩定的(de)直立步态,人(rén)類也(yě)能夠慶祝他(tā)們的(de)進化(huà)勝利。從他(tā)們的(de)非專業化(huà)發展到幾乎無限的(de)可(kě)能性,最終使他(tā)們如此成功。無論如何,機器人(rén)足球運動員(yuán)的(de)目标是到2050年能夠擊敗衛冕的(de)人(rén)類世界冠軍。


