1. Estrutura e distribuição das articulações
(1) Distribuição das articulações humanas
Já o antigo robô da Tesla atingiu 28 graus de liberdade, o que equivale a cerca de 1/10 da função do corpo humano.
Esses 28 graus de liberdade são distribuídos principalmente na parte superior e inferior do corpo. A parte superior do corpo inclui os ombros (6 graus de liberdade), cotovelos (4 graus de liberdade), pulsos (2 graus de liberdade) e cintura (2 graus de liberdade).
A parte inferior do corpo inclui as articulações medulares (2 graus de liberdade), coxas (2 graus de liberdade), joelhos (2 graus de liberdade), panturrilhas (2 graus de liberdade) e tornozelos (2 graus de liberdade).
(2) Tipo e resistência das articulações
Esses 28 graus de liberdade podem ser categorizados em articulações rotacionais e lineares. Existem 14 articulações rotacionais, que são divididas em três subcategorias, diferenciadas de acordo com a força rotacional. A menor força da articulação rotacional é de 20 Nm usada no braço; 110 Nm usada na cintura, medula e ombro; e 180 Nm usada na cintura e quadril. Existem também 14 articulações lineares, diferenciadas de acordo com a força. As menores articulações lineares têm uma força de 500 Nm e são usadas no punho; 3900 Nm são usadas na perna; e 8000 Nm são usadas na coxa e joelho.
(3) Estrutura da articulação
A estrutura das articulações inclui motores, redutores, sensores e rolamentos.
Uso de juntas rotativasmotorese redutores harmônicos,
e soluções mais otimizadas podem estar disponíveis no futuro.
As juntas lineares utilizam motores e esferas ouparafusos de esferascomo redutores, juntamente com sensores.
2. Motores em articulações de robôs humanoides
Os motores utilizados nas articulações são principalmente servomotores, em vez de motores sem moldura. Os motores sem moldura têm a vantagem de reduzir o peso e remover peças extras para obter maior torque. O encoder é a chave para o controle em malha fechada do motor, e ainda há uma lacuna entre os modelos nacionais e estrangeiros na precisão do encoder. Sensores, como sensores de força, precisam detectar com precisão a força na extremidade, enquanto os sensores de posição precisam detectar com precisão a posição do robô no espaço tridimensional.
3. Aplicação de redutor em articulações de robôs humanoides
Como o redutor harmônico era usado principalmente no passado, ele consistia na transmissão entre a roda macia e a roda de aço. O redutor harmônico é eficaz, mas caro. No futuro, pode haver uma tendência de substituição dos redutores harmônicos por redutores planetários, visto que estes são relativamente baratos, mas a redução é relativamente pequena. De acordo com a demanda real, pode haver uma parte do redutor planetário a ser adotada.
A competição por juntas de robôs humanoides envolve principalmente redutores, motores e fusos de esferas. Em termos de rolamentos, as diferenças entre empresas nacionais e estrangeiras residem principalmente na precisão e na vida útil. Em termos de redutores de velocidade, os redutores planetários são mais baratos, mas apresentam menor desaceleração, enquanto os fusos de esferas eparafuso de rolosão mais adequados para juntas de dedo. Em termos de motores, as empresas nacionais têm um certo grau de competitividade na área de micromotores.
Data de publicação: 19 de maio de 2025
