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特斯拉人形機器人Optimus亮相—高功率密度微型伺服電缸為核心部件

2022-10-02

來源:網絡

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當地時間9.30日,特斯拉2022 AI Day在加州如期舉行,馬斯克預熱已久的人形機器人擎天柱Optimus在全球注目下被工程師緩

  

當地時間9.30日,特斯拉2022 AI Day在加州如期舉行,馬斯克預熱已久的人形機器人擎天柱Optimus在全球注目下被工程師緩緩推了出來。這場長達6個小時的發布會,從Tesla Optimus的結構、原理、硬件、軟件、應用和展望等眾多角度進行了全方位細致的說明。雖然從現場表現來說,特斯拉的人形機器人并沒有達到公眾對“鋼鐵俠”的預期,但這場發布會還是在驅動原理、運動控制和硬件結構等方面給我們帶來了一些新的啟示和技術路徑方向。

作為以電機驅動為主要方式的人形機器人,擎天柱Optimus共有28個運動關節,其中包括三種旋轉執行器和三種線性執行器。

為了能讓機器人具有更輕的體重和一定的負載作業能力,運動執行器需要具有很高的扭矩密度和推力密度,這是機器人領域典型的“以小制大”技術難關。在發布會現場特斯拉通過用單個線性執行器拉起一架半噸的鋼琴,以此來展示特斯拉機器人腿部執行器的強大拉力。

特斯拉人形機器人關節中所使用的線性執行器也叫伺服電缸,是一種集成了伺服電機、減速器、絲杠、傳感器和驅動器的一體化運動單元(特斯拉展示的線性執行模塊暫不包含驅動器),具有精度高和負載大的技術特點,可以實現精準的速度控制、位置控制和力控制,是機器人的核心運動部件。

比如在靈巧手中,為了讓靈巧手在外形尺寸與靈活性方面具有更好的仿生性,整只手的驅動方式主要就靠6個微型伺服電缸來實現。

在微型伺服電缸的推重比方面,特斯拉人形機器人線性關節采用的通用伺服推重比從1400N/Kg~4200N/Kg,達到了業內較高的水準。其中自重較小的一款0.36公斤級別的驅動器可能受限于尺寸及集成化的難度,導致推重比較低為1400N/Kg,仍有提升空間。而因時機器人的自重0.1Kg級別的微型伺服電缸推重比已達到4900N/Kg。

因時機器人的微型伺服電缸得益于尺寸小,精度高,功率密度大的優勢,不僅被大量應用于機器人集成制造,在其他行業中也有廣泛的應用空間。

在生物醫療領域:

微型伺服電缸應用于微針設備,能有效減小設備尺寸和重量,精準控制刺入深度,提升針刺速度,從而大幅提升用戶體驗。

微型伺服電缸應用于移液器,得益于體積小精度高的優勢,可通過電缸矩陣式聯動配合,實現多通道吸液與分液過程的各自計量與控制。

自動化領域:

微型伺服電缸應用于3C自動化和半導體等行業的精密裝配生產線上,可以對工件進行精確定位和力控壓裝,提升良品率和生產效率。

微型伺服電缸應用于PCB壓貼焊接,可以實現對元器件的精準力控壓貼,過程穩定可靠,可大幅提升良品率。

微型伺服電缸應用于恒力打磨設備,能夠實現對工件表面持續施加恒定壓力,保證打磨精度和效率。

北京因時機器人科技有限公司創立于2016年,是一家專注于微型精密運動部件研發制造的高新技術企業。成立以來一直致力于底層技術的研發,創新性突破了多項加工、制造工藝和高性能伺服控制技術,產品在微小型、高精密運動控制領域填補了市場空白,助力眾多企業實現智能化升級。

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