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微型伺服电缸下一个机器人零部件风口?
来源:欧宝体育手机客户端    发布时间:2023-08-08 14:17:39

  7月20日特斯拉财报电话会议上,马斯克泄漏并确认了人形机器人的多项细节,执行器正式被马斯克确以为人形机器人要害零部件。

  其表明,现在,特斯拉已制作了大约10个Optimus机器人。但由于Optimus连执行器都需求从头规划和定制,这一部件正成为约束特斯拉产能提高的巨大应战。

  马斯克估计,或许要到本年11月份特斯拉才有或许处理这项难题,但选用新部件后,将快速进行行走测验,方案明年在特斯拉工厂进行有用性测验。

  为什么享誉全球的特斯拉会困于小小的执行器零部件?特斯拉人形机器人确认未来选用执行器这种全新的零部件,是否会带来全新的产业链风口?

  特斯拉的人形机器人有28个运动关节,包含三种旋转执行器和三种线性执行器。散布于肩髋等需求大视点旋转关节所选用的首要是旋转执行器,而线性执行器首要散布于膝肘等摇摆视点不大的单自由度关节,以及腕踝两个双自由度可是体积紧凑的关节。

  有研讨指出,特斯拉人形机器人之所以采纳这两种执行器部件,是由于运动执行器具有很高的扭矩密度和推力密度,这是机器人范畴一种典型的“以小制大”技能,然后可以让机器人具有更轻的体重和必定的负载作业才能。

  这背面代表了一种全新仿生学的规划思路,也导致特斯拉很难经过传统的工业品零部件开发流程来完结。

  例如特斯拉人形机器人想要在家庭等场景中有着高动态呼应才能以及长续航,那么全体选用电驱方法好像就成了必定。

  由于一个能续航数小时的人形机器人,必定需求把能量利用率、损耗率放在了更靠前的方位。而电驱+仿照生物肌肉运动传动,恰恰是现在世界上现已被证明最具优势的方法。

  而假如仔细观察特斯拉机器人的行走运动方法能发现,其首要是由散布于大腿的线性执行器带动膝关节运动,结尾的结构遍及较为纤细、简便。

  这背面,腿部的线性执行器就充当了至关重要的人物。由于线性执行器可以经过丝杠组织将电机的旋转运动转化成直线运动,然后完结对机械设备的直线位移。

  直线式驱动的反向驱动力最大,其能用较小的扭矩或力气让形体坚持在一个方位上,然后具有安稳负荷量以及较低的耗能,相似肌肉运动可以长期安稳坚持某一个状况。

  这种仿生学的规划,一方面减轻了肢体结尾的分量,另一方面将全体重心前移,让其移动的重心更接近躯干方位,可以大幅提高肢体的灵活性,也进一步减少了归纳能耗份额。

  早在2019年,国产机器人中心零部件企业-因时机器人推出的一款仿人五指灵活手,选用的其实便是线性执行器加刚性连杆结构方案。

  这款仿人五指灵活手具有6个自由度和12个运动关节,亚毫米级定位精度和数千克的负载才能,可以模仿人手完结精准的抓取操作。

  而完结这些的诀窍就在其内部集成的6个微型伺服电缸上,这种选用驱控一体化规划的微型伺服电缸体积十分小,但功率密度很高,精度更是可达0.02mm。经过内置力传感器,灵活手还兼具牢靠性和操控柔性。

  特斯拉的执行器假如拆分隔,内部其实也是由多种零部件组成,依照功用原理与价值量,首要由传动设备、驱动设备、感知设备、操控设备等“四大主材”以及制动器与轴承等“辅材”组成。

  而因时机器人所代表的微型伺服电缸技能,与特斯拉线性执行器所采纳的技能道路十分相似,也是一种集成了伺服电机、减速器、丝杠、传感器和驱动器的一体化运动单元,具有精度高和负载大的技能特色。

  此前就有音讯以为,因时机器人凭借着对微型伺服电缸相关技能高度的了解、完善的系统集成度和丰厚的拓宽才能,未来有望成为人形机器人量产的中心供货商之一。

  由于微型伺服电缸本质上相同便是一种线性执行器,这与特斯拉的执行器理念不约而同。

  以线性执行器作为中心零部件的灵活手,在多个实验室被证明具有十分明显的低功耗、高精准度、高安稳性特征,是现在全球为数不多可以做到相似功能的产品。而且因时机器人由于大部分零部件都是自主研发出产,灵活手的本钱也大幅下降。

  当然,假如以因时机器人现在的产品作为成功事例来看,相同证明了特斯拉所采纳的执行器方案技能道路,有望真正在形体安置上完结零部件体积、分量和功率的均衡,提高肢体灵活性,动作复用性,完结功用性的拓宽。

  而这也刚好意味着,以线性执行器为中心制作的微型伺服电缸,极有或许成为下一个机器人零部件风口。

  机器人大讲堂了解到,其时特斯拉所遇到的执行器量产难题,十分有或许会集在行星滚柱丝杠这个细分部件上。这与几年前因时机器人研发微型伺服电缸所遇到的瓶颈十分相似。

  据因时机器人CTO介绍,2016年因时机器人就开端了微型电缸所需求害技能的根底研发。2018年为了开宣布具有全球竞争力的伺服电缸产品,因时机器人将目光就对准了微型行星滚柱丝杠技能,并投入严重资源进行技能攻关。

  由于行星滚柱丝杠具有十分典型的优势:功率高、承载才能和刚性优胜、牢靠且寿数较长,这就能在线性执行器中发挥出更好的效果。

  但行星滚柱丝杠的开发关于出产设备要求十分高,而且制作工艺难度大,原先多用于军事、航空范畴,商场门槛高,批量化程度低,所以全球开发者较少,本钱也一向居高不下。

  在其时,全球仅欧洲、美国部分公司可以出产行星滚柱丝杠,定制化价格十分高,这也使单台微型伺服电缸光本钱达到了数万元,很难满意批量化和本钱操控要求。

  在调查了全球商场后,因时机器人预判,在全球设备走向小型智能化趋势下,未来机器人、轿车、半导体或许医疗职业都会对这种体积小、精度高、功率密度大的全新产品有着很高的需求。

  根据此趋势,因时机器人在建立初期就投入巨大的本钱,购买各类出产加工设备,从零部件层面开端自主出产和研发更具潜力的微型伺服电缸。期间,开发了以行星滚柱丝杠为代表的丝杠传动技能、微型减速技能、力位传感技能和伺服操控技能。

  经过多年的工艺立异和规划优化,产品界说、部件整合、规划重构、核算集成,因时机器人的技能逐渐老练,完结了微型伺服电缸从规划、工艺、出产、装置等各环节的全面打通,而且完结了批量出产。

  据悉,因时机器人现在现已可以将无刷电机、行星减速机、行星滚柱丝杠、肯定方位检测传感器、力传感器和驱动操控电路,高度集成为完好的模组处理方案,全面习惯伺服操控系统的多样化易用性发展方向。

  一起,模组方案易于装置保护及替换,可进一步满意客户快速开发、便利有用和易于替换的要求。

  作为全球为数不多霸占了微型行星滚柱丝杠量产技能的企业,因时机器人现已可以完结螺母直径10mm以内的微型行星滚柱丝杠量产,并将这项技能使用到了灵活手的驱动规划中。

  行星滚柱丝杠相较于其他类型丝杠产品功率密度更高,在归纳驱动功率上是传统丝杠方案的3倍左右,因而使得灵活手的手指抓握力也有着巨大的提高。小尺度行星滚柱丝杠的呈现可以说既确保了微型伺服电缸更小的体积,一起完结了更大的推拉力。

  其时,因时机器人方案经过更大规模量产化进一步下降出产本钱,稳固产品的全球竞争力。

  根据精确的产品定位和多年来的客户堆集,因时机器人现已在微型伺服电缸系列产品上构成老练系统,产品广泛使用于高精细医疗器械、工业自动化等范畴,满意了不同类型客户的笔直需求。因时机器人也一向在捕捉商场改变,未来将可以不断开发更具习惯性的新产品,满意更多客户需求。

  因时机器人信任,经过很多的研发投入,特斯拉的人形机器人开发必定会不断加快。正向规划会带来远超规范模块的强壮产品才能和自由度,让特斯拉人形机器人更简单打破器材的功能约束,在功用性和本钱上远超早年。

  因时机器人CTO也对机器人大讲堂泄漏,根据多年的技能储备,因时机器人现在现已在活跃布局更大适用规模的伺服电缸,未来将不断开宣布具有商场竞争力的新产品。

  微型伺服电缸作为全新的机器人中心零部件,现已被证明可以协助有精细操控需求可是受限于设备尺度的企业达到自动化改造,别的该产品在医疗、航空航天等范畴也有广泛使用,可以说跨职业使用面广,横向延展才能十分强,该产品及相关产业链的商场价值或许值得更进一步研讨。

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