前沿 | 面向未来的机器人

供稿:福尔哈贝传动技术(太仓)有限公司

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自古以来,人们都梦想着创造机器人。如今,现代技术已经能够通过仿人机器人来实现这一梦想。虽然还需要大量的研发工作,但必须迈出第一步。


在研发初始阶段,能自主运动的人形服务机器人给人类带来了诸多好处。


然而,这些机器人的研发过程并不容易,除了组件之间需要相互作用之外,更为重要的是电源和各个部件之间的空间十分有限。


人形机器人带来新突破


经过不断尝试,研发人员发现,微驱动是解决这两个关键问题的理想解决方案。它们的功率密度相当大,效率高,所需的空间小,还提高了动力重量比,这使得机器人能长时间运行,无需充电。

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此外,仿人机器人还需具备更加复杂的机械电子工程输入功能,尤其是在“人类社会行为”领域,例如:为博物馆、机场或医院等提供服务功能或信息。这也对机器人技术提出更高要求。


为了开发更先进的机器人,西班牙巴塞罗那的PAL机器人公司一直致力于研发具有特殊应用的人形机器人,其中,非语言沟通的肢体语言对推动人形机器人的发展也起着重要作用。


为了容纳尽可能多的预定义功能,该机器人专家和微驱动专家 FAULHABER展开合作,其共同研发的机器人模型不仅能更好地展示人类特性,还能用“肢体语言”来表达特定的语句。


服务型机器人的实际应用


人形机器人在执行日常功能时必须满足某些条件,例如,开发者把输出、小型运输任务和服务功能集成到新的REEM机器人中,其身高达1.65米,能与人类更好地进行眼神交流。


此外,该机器人不能太重。目前,机器人模型重约90公斤,一组电池可以自主操作八小时,还需具备将30公斤有效载荷运输到低位装载平台的功能,每个手臂能提起3公斤的载荷。

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在这种情况下,机器人的轮子需要确保有效运动,一方面需要确保功耗最小和平稳运转,另一方面可为设定的4公里/小时应用程序提供足够的机动性。


和其他可编程的触摸屏一样,REEM也配备了麦克风、立体相机、激光、超声波传感器、加速度计和陀螺仪。这些设备使得机器人能识别位置,并在工作范围内自主移动,同时回避突然出现的障碍物或人。


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机器人的脖子和腰部装有两个直流微型驱动,可提供必要的动力。由于尺寸紧凑,它们能在狭窄区域内使用。微型制动器可分别移动机器人的头部和身体,呈现不同的姿势,从而用肢体语言来模仿人类特征。


微型驱动可提供优异的灵活性


微型驱动不仅仅是大型电机的复制版,还对物理性能进行了改进,在缩小尺寸后,还能提供比预期更好的动力,更佳的输出和更高的效率比。


这意味着在实际应用中,高频的短期超载并不会影响其使用寿命,这对完成低频的临时性模拟行为时特别有利。


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传感器和触摸屏使机器人能够捡起滚珠轴承并与人沟通


和所有微电机的典型特性类似,其各种型号会根据不同的应用进一步配置不同功能。由于已定义每个控制脉冲步长,因此步进电机无需额外的编码器就能实现精准定位。


即使是在电压最小时,无刷驱动也能运行,因此它特别适用于自主运行,同时,在电池备份系统断电时也不会马上停止运转。


电子换向直流电机因寿命长,动力最大而成为最佳选择。智能运动控制器能控制四象限运行,并减少机器人控制器上的负载。还可根据特定的应用,将不同的齿轮电机进行组合,这样,所有的微型设备可所需的提供速度或输出转矩。


微型电机应用日趋广泛


实际上,微型电机不仅仅是用于人形机器人,它们在自动化辅助系统中的应用也由来已久,比如驱动假肢。这些应用均表明它们能满足行业最迫切的需求。



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Faulhaber直流微电机


现代微型驱动的应用范围已越来越广,还可根据不同的应用进行设计,但并不能保证在任何情况下都能使用,这需要根据具体系统加以应用。


此外,其配件范围也非常广泛,从运动控制器、编码器、总线连接、各种齿轮头等控制模块到适配灵活的电子控制,它们都使得微型驱动器成为机器人制造中理想的机械“肌肉”。




发布时间:2019年8月28日 16:42 人气: 审核编辑:刘婷

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