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“智能新生態(tài),開放新時(shí)代”2019世界機(jī)器人大會(huì)于8月20日-8月25日,在北京亦創(chuàng)國(guó)際會(huì)展中心舉辦。INNFOS作為高端機(jī)器人的智能柔性執(zhí)行器方案提供商,攜自主研發(fā)的全系列智能柔性執(zhí)行器SCA(Smart Compliant Actuator)參展。
展會(huì)期間,INNFOS發(fā)布了兩個(gè)系列的新型執(zhí)行器,其中一款產(chǎn)品為針對(duì)多足機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)的高性能執(zhí)行器QDD-NU80。據(jù)了解,這也是QDD-NU80的全球首發(fā)。
接下來(lái),我們從以下角度來(lái)深度解讀INNFOS發(fā)布QDD-NU80的意義。四足機(jī)器人執(zhí)行器面臨了哪些挑戰(zhàn)?QDD-NU80解決了四足機(jī)器人哪些難題?它的發(fā)布將對(duì)四足機(jī)器人領(lǐng)域產(chǎn)生何種影響?
近幾年來(lái),由于種種原因,四足機(jī)器人成為很多高校與公司爭(zhēng)相研發(fā)的機(jī)器人項(xiàng)目。四足機(jī)器人領(lǐng)域越來(lái)越熱,其中一些國(guó)外公司與高校的明星產(chǎn)品,頻頻刷爆我們的朋友圈。
目前,亞太區(qū)有2個(gè)比較熱門的機(jī)器人賽事——Robocon大賽和中國(guó)機(jī)器人大賽,均設(shè)有四足機(jī)器人的比賽項(xiàng)目。波士頓動(dòng)力宣布今年將發(fā)布首款商用四足機(jī)器人,更是將四足機(jī)器人的討論推向了高潮。
就像當(dāng)初的大疆一樣,四足機(jī)器人的市場(chǎng)馬上就要崛起。在這種大環(huán)境之下,四足執(zhí)行器的需求量將會(huì)非常巨大。隨著伺服技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)需求的日益增加,四足機(jī)器人的革新突破面臨了成本、技術(shù)等一系列的挑戰(zhàn)。
一位研究四足機(jī)器人的工程師說(shuō),四足機(jī)器人要求執(zhí)行器具有扭矩密度大、功率密度大、控制系統(tǒng)高度集成、柔性控制等特性。能夠滿足這些需求的執(zhí)行器,市場(chǎng)的可選擇性少之又少。
縱觀全球知名的幾款四足機(jī)器人,如波士頓動(dòng)力的Spotmini、MIT的小獵豹、ETH的Anymal、宇樹科技的Laikago等等,四足往往需要站立、走動(dòng)、彈跳、負(fù)載等等,甚至在不同的路面環(huán)境中完成相應(yīng)的任務(wù)。這些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景,使得四足機(jī)器人必須對(duì)其執(zhí)行器要求苛刻。
QDD-NU80采用了一體化設(shè)計(jì)和超輕量化設(shè)計(jì),體積更小,重量更輕,結(jié)構(gòu)更薄,可用于多足機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、力控外骨骼等。不僅如此,QDD-NU80還能夠滿足四足機(jī)器人所有的需求,無(wú)論是在控制性能還是在成本上,都要優(yōu)于傳統(tǒng)的伺服電機(jī),成為四足機(jī)器人專屬的高性能執(zhí)行器。
四足機(jī)器人的減速機(jī)大部分情況下會(huì)在10比以下,在外觀上也要求輕、薄。目前市售10比以下的減速機(jī)是行星減速機(jī),又重又長(zhǎng),不適合此場(chǎng)景的應(yīng)用,往往需要去進(jìn)行專門的定制。
QDD-NU80是INNFOS SCA中采用行星減速器的QDD系列執(zhí)行器中的一個(gè)型號(hào),減速器比為6比。因此,該產(chǎn)品的全稱為“QDD-NU80-6”,符合四足機(jī)器人執(zhí)行器低減速比且輕薄的要求。
四足機(jī)器人由于身形的限制,對(duì)執(zhí)行器的體積和形態(tài)要求較高。為此,QDD-NU80拋棄了傳統(tǒng)伺服電機(jī)繁瑣的機(jī)械結(jié)構(gòu),取而代之的是更為實(shí)用的扁平化結(jié)構(gòu)。其垂直長(zhǎng)度僅為37mm,大幅降低了空間占用,更能適應(yīng)四足機(jī)器人的軸關(guān)節(jié)等部位,同時(shí)降低了機(jī)械設(shè)計(jì)上的難度。
考慮到四足機(jī)器人對(duì)扭矩的需求,QDD-NU80將減速器內(nèi)嵌其中,在增加扭矩的同時(shí),保證了緊湊的機(jī)械機(jī)構(gòu)。同時(shí),減速器的嵌入,讓QDD-NU80在整機(jī)質(zhì)量453.1g的情況下,峰值扭矩達(dá)19.8Nm,也使得其扭矩密度大幅提高,更加符合四足機(jī)器人對(duì)扭矩和扭矩密度的需求。
前文也提到過(guò),柔性控制是機(jī)器人類產(chǎn)品中必不可少的特性。QDD-NU80在內(nèi)部增加了一系列感知元件,配合處理器來(lái)監(jiān)視內(nèi)部電流的狀態(tài),最后在高級(jí)動(dòng)力學(xué)算法的支撐下可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器的柔性技術(shù),做到真正安全實(shí)用的人機(jī)交互。
然而,只具備柔性技術(shù)的執(zhí)行器是無(wú)法完成實(shí)際的負(fù)載工作的。QDD-NU80不僅柔性技術(shù)非常完善,其剛性強(qiáng)度也非常高。應(yīng)用了QDD-NU80的四足機(jī)器人可以調(diào)節(jié)動(dòng)作韌性,實(shí)現(xiàn)實(shí)際的負(fù)載工作。
同時(shí),QDD-NU80經(jīng)過(guò)集成電路和軟件算法的優(yōu)化,無(wú)論成本還是性能都比傳統(tǒng)伺服器更有優(yōu)勢(shì)。
盡管QDD-NU80的售價(jià)并未公布,但是據(jù)INNFOS介紹,目前QDD-NU80已經(jīng)得到了很多客戶的預(yù)訂。
無(wú)論如何,QDD-NU80的發(fā)布上市,將成為機(jī)器人硬件界內(nèi)的一個(gè)大事件。在四足機(jī)器人熱潮來(lái)臨之際,為四足機(jī)器人執(zhí)行器提供了一個(gè)可靠的解決方案,推動(dòng)四足機(jī)器人向欣發(fā)展。
未來(lái),機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展,離不開先進(jìn)的機(jī)器人硬件技術(shù)。INNFOS憑借其世界優(yōu)異的智能關(guān)節(jié)技術(shù)SCA,在機(jī)器人行業(yè)欣欣向榮的發(fā)展格局中,會(huì)越來(lái)越獨(dú)立特行且十分重要。
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