Come scegliere l'hardware per i robot esoscheletrici?
Di recente, il Ministero dell'Industria e dell'Informazione Tecnologica ha emesso il"Opinioni guida sullo sviluppo innovativo dei robot umanoidi", e l'avviso del Ministero dell'Industria e dell'Informazione Tecnologica sull'emissione del"Opinioni guida sullo sviluppo innovativo dei robot umanoidi"ha spinto l'industria nazionale dei robot umanoidi al culmine. Negli ultimi anni, molte aziende e istituzioni in patria e all'estero hanno rilasciato i propri prodotti. Ogni prodotto è diverso, compresi gli ibridi idrauliche e quelli puramente elettromeccanici, tutti con le proprie caratteristiche.
Esistono molte classificazioni di esoscheletri: esoscheletri indossabili, esoscheletri riabilitativi, esoscheletri flessibili ed esoscheletri motorizzati. Attualmente, i primi due tipi che si possono vedere sul mercato sono la maggioranza e anche il grado di commercializzazione è relativamente alto; gli ultimi due sono principalmente per la ricerca e le riserve tecnologiche.
Poiché i robot umanoidi sono divisi in parte superiore e parte inferiore del corpo, la parte superiore del corpo di solito non ha requisiti troppo elevati per velocità e potenza esplosiva e non è molto diversa dalle normali giunzioni industriali. Quindi concentriamoci sulla parte inferiore del corpo. Ogni progetto ha requisiti dinamici diversi per i robot, ma tutti sperano di essere come gli umani, correre, saltare in alto, saltare in lungo e occasionalmente fare un salto mortale all'indietro. Ciò pone requisiti molto elevati per le giunzioni, richiedendo che le giunzioni siano il più leggere possibile pur soddisfacendo la condizione di coppia sufficiente, ovvero che la densità di potenza sia sufficientemente elevata. Ciò pone requisiti relativamente elevati per ciascun componente chiave. Le giunzioni sono generalmente composte da motori, riduttori, encoder e driver.
Innanzitutto, i motori
1. motore di coppia senza telaio
Il motore a trasmissione diretta a rotore interno è leggero e compatto. Ha una coppia relativamente elevata della stessa dimensione ed è più adatto per giunti robotici. Questa è una soluzione relativamente nuova e anche relativamente avanzata. Tuttavia, il costo del prototipo è un po' alto e il prezzo del lotto è più appropriato.
2. Motore a disco con rotore esterno
Il motore a rotore esterno è una soluzione più vecchia ed è stata la prima soluzione utilizzata. Poiché questo tipo di motore è facile da integrare, ma la coppia insufficiente è il più grande svantaggio, così pochi prodotti di seconda generazione dei produttori hanno iniziato a essere sostituiti con motori a coppia senza telaio.
Secondo, i riduttori
La maggior parte dei riduttori attualmente in uso sono riduttori armonici. Attualmente, viene utilizzato il Lvdi domestico con prestazioni di costo relativamente elevate. Il migliore è Harmonic Drive, ma questo tipo di costo sarà relativamente elevato.
Terzo, i conducenti
Molti produttori di esoscheletri sviluppano le proprie schede driver e alcuni utilizzano anche prodotti maturi sul mercato, come l'israeliana ELMO, la statunitense COPLEY e la tedesca Sepkine, ecc. I driver richiedono un breve ciclo di aggiornamento e una bassa latenza per evitare jitter in più giunti. Sono adattati in base alla corrente del motore, alla tensione e al tipo di encoder. L'elevata densità di potenza è ancora l'elemento fondamentale.
Quarto, gli encoder
Sono preferiti encoder economici e convenienti. Se la precisione della posizione dell'estremità di uscita non è altamente richiesta, in genere, viene aggiunto un valore assoluto multigiro all'estremità del motore. Sono disponibili molte opzioni, tra cui encoder magnetici, encoder capacitivi ed encoder induttivi.
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