1. Nivelten rakenne ja jakautuminen
(1) Ihmisen nivelten jakautuminen
Koska entinen Teslan robotti toteutti 28 vapausastetta, mikä vastaa noin 1/10 ihmiskehon toiminnasta.
Nämä 28 vapausastetta jakautuvat pääasiassa ylä- ja alavartaloon. Ylävartaloon kuuluvat hartiat (6 vapausastetta), kyynärpäät (4 vapausastetta), ranteet (2 vapausastetta) ja vyötärö (2 vapausastetta).
Alavartaloon kuuluvat nivelnivelet (2 vapausastetta), reidet (2 vapausastetta), polvet (2 vapausastetta), pohkeet (2 vapausastetta) ja nilkat (2 vapausastetta).
(2) Liitosten tyyppi ja lujuus
Nämä 28 vapausastetta voidaan luokitella rotaatio- ja lineaariniveliin. Rotaationiveliä on 14, jotka jaetaan kolmeen alakategoriaan rotaatiovoiman mukaan. Pienin rotaationivelen voima on 20 Nm, jota käytetään käsivarressa; 110 Nm, jota käytetään vyötärössä, olkapäässä ja selkärangassa jne.; 180 Nm, jota käytetään vyötärössä ja lonkassa. Lisäksi on 14 lineaariniveltä, jotka erotellaan voiman mukaan. Pienimpien lineaarinivelten voima on 500 härkää, ja niitä käytetään ranteessa; 3900 härkää käytetään jalassa; ja 8000 härkää käytetään reisissä ja polvessa.
(3) Nivelen rakenne
Nivelten rakenteeseen kuuluvat moottorit, vaihteistot, anturit ja laakerit.
Pyörivien nivelten käyttömoottoritja harmonisten yliaaltojen alentajat,
ja tulevaisuudessa voi olla saatavilla optimoidumpia ratkaisuja.
Lineaariset nivelet käyttävät moottoreita ja kuula- taikuularuuvitreduktoreina sekä antureina.
2. Humanoidirobottien nivelten moottorit
Nivelissä käytetyt moottorit ovat pääasiassa servomoottoreita kehyksettömien moottoreiden sijaan. Kehyksettömien moottoreiden etuna on painon vähentäminen ja ylimääräisten osien poistaminen suuremman vääntömomentin saavuttamiseksi. Enkooderi on avain moottorin suljetun silmukan ohjaukseen, ja enkooderin tarkkuudessa on edelleen eroa kotimaisten ja ulkomaisten välillä. Antureiden, voima-antureiden, on tunnistettava tarkasti voima päässä, kun taas asentoantureiden on tunnistettava tarkasti robotin sijainti kolmiulotteisessa avaruudessa.
3. Redusterin käyttö humanoidirobottien nivelissä
Koska aiemmin käytettiin pääasiassa harmonista alennusvaihdetta, joka koostui pehmeän pyörän ja teräspyörän välisestä voimansiirrosta, harmoninen alennusvaihde on tehokas, mutta kallis. Tulevaisuudessa planeettavaihteistoilla saattaa olla trendi korvata harmoniset vaihteistot, koska planeettavaihteistot ovat suhteellisen halpoja, mutta alennus on suhteellisen pieni. Todellisen kysynnän mukaan osa planeettavaihteistosta voidaan ottaa käyttöön.
Humanoidirobottien nivelten kilpailu koostuu pääasiassa vaihteistoista, moottoreista ja kuularuuveista. Laakereiden osalta kotimaisten ja ulkomaisten yritysten väliset erot ovat pääasiassa tarkkuudessa ja käyttöiässä. Nopeudenalennuslaitteiden osalta planeettavaihteisto on halvempi, mutta hidastuvuus on pienempi, kun taas kuularuuvi- jarullaruuvisopivat paremmin sormen niveliin. Moottorien osalta kotimaisilla yrityksillä on tietty kilpailukyky mikromoottorien alalla.
Julkaisun aika: 19. toukokuuta 2025
