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智能服務機器人三種驅動系統優缺點比較

來源:中國平安證券     編輯:創澤   時間:2023/7/26   主題:其他 [加盟]

機器人驅動系統可將電能、液壓能和氣壓能轉化為機器人的動力,使機器人的關節轉動或移動。根據能量轉換方式的不同,機器人的驅動方式可分為電機驅動、液壓驅動、氣動驅動等。

電機驅動

優勢 : 維護簡單,控制手段先進,速度反饋容易

劣勢:重量和體積相對較大;不直接產生直線運動;需要減速器傳動;不具有力保持性

主要應用領域:絕大部分機器人使用電機驅動

液壓驅動

優勢 :體積小、重量輕;具有高剛性、可靠的力 保持性;調速范圍廣; 響應速度快;運動平 穩

劣勢:液體容易泄露,故障 排除較難;液壓元件 制造和維護要求高

主要應用領域:主要用于大型、 重載機器人;是機器人Atlas使用的驅動方案

氣動驅動

優勢 : 體積更小、重量更輕; 成本低、柔軟、不發熱、安全性高

劣勢:控制精度和穩定性低、 響應較慢;運行噪聲大

主要應用領域:應用于仿生機器人等部分領域





智能服務機器人的動力裝置-驅動系統

根據能量轉換方式的不同,機器人的驅動方式可分為電機驅動、液壓驅動、氣動驅動等;現有的絕大多數人形機器人采用電機驅動

仿人形機器人核心零部件:零部件數量更多,質量要求更高

仿人形機器人既需要極強的運動控制能力,其核心 構成包括驅動裝置(伺服系統+減速器),控制裝置(控制器)和各類傳感器,數量和質量要求可能更高

人形機器人技術進展小結,續航1-3小時,行走3km/h

現階段的人形機器人已經可以穩定地雙足行走,實現了自動導航避障功能,可以基于感知信息進行一定程度的自主行動

物流領域應用的人形機器人Digit 可以拿起和堆疊18kg重的箱子

人形機器人Digit主要為物流場景設計,可以拿起和堆疊18kg重的箱子,進行移動包裹、卸貨等工作, “最后一 公里”配送功能也正在開發當中

國產仿人服務機器人優必選Walker 主打家庭服務功能

復雜地形自適應平穩快速行走 U-SLAM視覺導航自主路徑規劃 手眼協調操作精準靈活服務 多模態情感交互仿人共情表達 動態足腿控制自平衡抗干擾

韓國HUBO:直腿行走是亮點,曾獲DARPA機器人挑戰賽冠軍

機器人HUBO以直腿態行走,更接近人的步態;全身有34個自由度,左右手分別有3,4個手指,可以操縱方向盤,攀爬梯子等,超過Atlas贏得了DARPA機器人挑戰賽冠軍

波士頓動力Atlas:為運動而生,世界前沿的機器人研發平臺

波士頓動力公司致力于研發具有靈活運動能力的多足機器人,主要包括四足機器狗Spot(用于工業巡檢等場景)和帶機械臂的移動機器人Stretch

仿人機器人技術難點:高精尖技術的綜合,運動控制和人工智能是兩大核心

仿人機器人的機械構造,驅動和控制的復雜程度都遠高于現有的機器人;實現一定程度的認知和決策智能,尚需要人工智能軟硬件(大腦)的高度發展

特斯拉Optimus機器人的視覺方案

頭部使用三顆Autopilot 攝像頭作為感知系統,Left/RightPillarCamera左肩/右肩攝像頭和FisheyeCamera 中央魚眼攝像頭,提供大于180度體前場景覆蓋,

小米 CyberOne機器人的視覺方案

CyberOne機器人搭載的Mi-Sense深度視覺模組,產品在測量范圍內精度高達1%,滿足激光安全 Class1 標準,擁有完整的三維空間感知能力

優必選WALKERX機器人的視覺方案

WALKERX采用基于多目視覺傳感器的三維立體視覺定位,采 Coarse-to-fine的多層規劃算法,實現動態場景下全局最優路徑自主導航

機器視覺的四大功能-定位、識別、 測量、檢測

定位功能主要應用于加工設備工具端的路徑引導;物流標簽讀取和字符識別是識別功能最直接的服務對象;測量功能主要應用于對目標物體的高速 高精測量
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