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机器人 新突破 | 再一次,见证力量与智慧的结合!

机器人 新突破 | 再一次,见证力量与智慧的结合!

时间: 2019-10-18
如今,机器人在我们的生活中无处不在,它们不仅能探索未知星球,还能生产汽车部件或吸尘清洁。 但是,大部分机器人并不像科幻电影中那样灵巧精致,它们要么作为平板推车......

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如今,ag官网机器人在我们的生活中无处不在,它们不仅能探索未知星球,还能生产汽车部件或吸尘清洁。

但是,大部分机器人并不像科幻电影中那样灵巧精致,它们要么作为平板推车依靠轮子四处行走,要么作为笨重的机械装置固定安装在工业车间内。

拥有眼睛、耳朵、手臂和腿的仿人机器人仍处于发展的初期阶段。不过,韩国一家专门开发和生产机器人的公司Dongbu Robot在采用Faulhaber电机来驱动机器人运动后,迎来了新的突破。

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Dongbu工业机器人可用于半导体制造业,它能将上一个工序完成的高度敏感的硅晶片拾起,然后精确放置到下一个工位,这类机器人通常固定在生产位置中。

此外,该公司也生产用于日常生活的机器人,比如清洁地板,还能作为自动化警卫巡视房间、引领来宾并作介绍。它们依靠轮子移动,有一个箱形壳体。

这两种机器人的共同点是能用自己的计算能力和动力来完成一些少量的空间受限的任务。它们能有效地利用自身资源,但并不是一个多能手。

仿人技术发展的痛点

与其他机器人相比,仿人机器人在基础运动上有一个明显缺点:两腿直立行走的机器人比其他精细操控的轮式移动的机器人要复杂得多。

即使人类也要花一年的时间才能掌握那些看似一般的运动,还需要大约200块肌肉,诸多复杂的关节和多个大脑专区之间良好的配合。此外,人体的生物机械能效不尽人意,手臂和腿的比例不够协调,即使是做较小的动作也要付出相对较大的力量。

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仿人机器人模仿人类的,但运动空间受限

因此,直到现在,仿人机器人仍然只是作为科研对象或玩具使用。大约从90年代起,世界各地的技术院校开始加入机器人足球大赛,并将科研和游戏组成了一个创造性的多产单元。

其中,仿人机器人有单独的联赛,全球机器人爱好者还组建了一个国际协会。他们还在自建或预制组件装配的机器人上测试编程技巧,以积极地推动人们对仿人机器人的认识和了解。

力量和智慧的结合

在上述背景下,Dongbu Robot公司研发的Hovis系列有着无数追随者。其主要原因是它的伺服模块能移动高约35厘米的机器人,且能分开销售,因此广受业余制作爱好者的青睐。

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韩国Dongbu Robot公司研发的Hovis系列机器人

伺服模块是一个紧凑型单元,就像人体四肢内的肌肉-肌腱-神经包,能将电池能量和控制信号转换为独立的运动。

对于小型仿人机器人,Dongbu Robot还开发了HerkuleX系列伺服单元。它们由驱动电机、高性能减速箱、电子反馈系统(编码器)和通讯接口组成,安装在坚固的塑料外壳内。

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通过20个伺服单元模拟出复杂的人类运动机械过程

编码器的作用是确保伺服模块总是精确地知晓自己所处的位置,也为动作指令翻译控制信号,并规定电机为此需要执行的转数。电机、软件和控制单元之间的完美配合可以使机器人关节获得了一定程度的运动自主性。

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基于FAULHABER驱动技术的高性能 HerkuleX伺服模块

通过HerkuleX伺服单元,机器人能精确独立地控制简单或复杂的运动模式,而周密成熟的编码器软件和功能强大的通讯接口可确保准确快速的信号传输。

紧凑高效 动力强劲

仿人机器人的动力源于电机,但由于四肢比例不够协调,因此,即使是幅度较小的运动也需要很高的转矩。

“在对比了市场上所有的电机后,Dongbu Robot选择了FAULHABER的2224 SR和2232 SR系列直流微电机。”Dongbu Robot公司的D.S. Choi解释到,“极其紧凑的结构和巨大的动力输出是我们选择FAULHABER电机的关键原因。在动态特性和功率密度方面,它们毫无疑问也是最顶尖的。此外,对于机器人爱好者来说,FAULHABER这个名称等同于卓越的质量。”

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FAULHABER直流微电机

FAULHABER的2232 SR系列直流微电机直径仅为22毫米,可产生高达10 mNm的连续转矩,其所需的电流很小,并且能在非常低的启动电压下自动开始工作。

D. S. Choi还补充道:“由于效率高达87%,因此它们能最高效地使用电池能量,这对延长机器人的运行时间至关重要。此外,电机的线性特征简化了控制。”

仿人机器人的使用价值还远远不如固定安装的工业机器人和依靠轮子移动的家政机器人。然而,随着技术的进步,仿人机器人原有的缺点可能会变成极大的优势。

人类也是如此,正是依靠这种相对不稳定的直立姿势才在进化过程中存活下来,这一非专业化特性为人类带来了几乎无限的多功能性并使人类最终获得了巨大成功。

无论如何,足球机器人已有了自己坚定的目标,那就是要在2050年前打败人类世界冠军。

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