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【久巨電機(jī)行業(yè)動(dòng)態(tài)】驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):靈巧手的動(dòng)力心臟 電機(jī)驅(qū)動(dòng)為主流方式

作者:久巨電機(jī)行業(yè)動(dòng)態(tài)瀏覽數(shù):2 

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)核心定位:靈巧手的“動(dòng)力心臟”

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為靈巧手的核心動(dòng)力來(lái)源,直接決定其動(dòng)作精度、負(fù)載能力與適配場(chǎng)景,堪稱靈巧手的“動(dòng)力心臟”。目前靈巧手主流驅(qū)動(dòng)方式主要分為四種,分別是液壓驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)及形狀記憶合金驅(qū)動(dòng),四種方式各有優(yōu)劣、適配不同場(chǎng)景。從商業(yè)化落地角度來(lái)看,電機(jī)驅(qū)動(dòng)憑借體積小、效率高、調(diào)控便捷、成本可控、精度出眾、響應(yīng)迅速、輸出力矩穩(wěn)定等核心優(yōu)勢(shì),已成為當(dāng)前主流方式,未來(lái)有望進(jìn)一步鞏固地位,成為人形機(jī)器人靈巧手的首選驅(qū)動(dòng)方案。

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電機(jī)驅(qū)動(dòng):技術(shù)成熟、輸出穩(wěn)定的主流優(yōu)選

電機(jī)驅(qū)動(dòng)是目前靈巧手最主流的驅(qū)動(dòng)方案,技術(shù)成熟且適配性強(qiáng),其核心原理是通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生力或力矩,直接或經(jīng)減速器減速后驅(qū)動(dòng)多指靈巧手運(yùn)動(dòng),具備控制方便、響應(yīng)速度快、輸出力矩穩(wěn)定等突出優(yōu)點(diǎn)。從運(yùn)行邏輯來(lái)看,電機(jī)本身主要輸出力或力矩,無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)位置調(diào)控,但可通過(guò)添加位置反饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度位置控制,搭配減速器還能實(shí)現(xiàn)輸出力矩的放大,滿足靈巧手精細(xì)操作需求。從設(shè)計(jì)方案分類,電機(jī)驅(qū)動(dòng)主要分為三種:內(nèi)置式將電機(jī)置于手掌內(nèi),易導(dǎo)致手部體積、重量增加,特斯拉早期靈巧手即采用此方案;外置式將電機(jī)布置在手腕或小臂處,可大幅縮減手本體體積,提升自由度布置靈活性,特斯拉最新靈巧手方案已切換為外置式,有望成為行業(yè)主流;混合置式結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì),將大功率驅(qū)動(dòng)外置、保留部分驅(qū)動(dòng)器于手心,可在提升手指輸出扭矩的同時(shí)控制本體體積,預(yù)計(jì)未來(lái)將出現(xiàn)更多相關(guān)設(shè)計(jì)方案。

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液壓驅(qū)動(dòng):功率密度突出,適配大功率場(chǎng)景

液壓驅(qū)動(dòng)是大功率、大負(fù)載場(chǎng)景下的優(yōu)選方案,其驅(qū)動(dòng)器由液動(dòng)機(jī)、伺服閥、油泵等元件組成,通過(guò)液壓傳遞動(dòng)力驅(qū)動(dòng)靈巧手運(yùn)動(dòng)。相較于電機(jī)驅(qū)動(dòng),液壓系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)是功率密度高,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電驅(qū)方案,能夠承受較高壓力,是目前實(shí)現(xiàn)靈巧手大力抓持可能性**的驅(qū)動(dòng)方式。但該方案存在明顯短板,需配備較多液壓元件和線路,不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜,還導(dǎo)致維護(hù)成本遠(yuǎn)高于電驅(qū)方案,極大限制了其商業(yè)化普及與廣泛應(yīng)用。

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其他驅(qū)動(dòng)方式:各有側(cè)重,適配特定場(chǎng)景

除電機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)外,氣壓驅(qū)動(dòng)與形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)也占據(jù)一定細(xì)分場(chǎng)景。氣壓驅(qū)動(dòng)以壓縮空氣為動(dòng)力源,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、響應(yīng)迅速,但氣壓的可壓縮性導(dǎo)致控制精度不足,難以完成精細(xì)操作,多用于低精度抓取場(chǎng)景。形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)利用合金溫度變化時(shí)的形狀恢復(fù)特性提供動(dòng)力,體積小、重量輕、柔性好,適配輕量化場(chǎng)景,但存在易疲勞、響應(yīng)速度較慢的問(wèn)題,目前仍處于優(yōu)化升級(jí)階段。

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