Comment choisir le matériel pour les robots exosquelettes ?
Récemment, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a publié la"Orientations sur le développement innovant des robots humanoïdes", et l'avis du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information sur la délivrance du"Orientations sur le développement innovant des robots humanoïdes"a propulsé l'industrie nationale des robots humanoïdes à son apogée. Ces dernières années, de nombreuses entreprises et institutions nationales et étrangères ont lancé leurs propres produits. Chaque produit est différent, y compris les hybrides hydroélectriques et les produits purement électromécaniques, chacun avec ses propres caractéristiques.
Il existe de nombreuses classifications d'exosquelettes : exosquelettes portables, exosquelettes de rééducation, exosquelettes flexibles et exosquelettes motorisés. À l'heure actuelle, les deux premiers types que l'on peut voir sur le marché sont majoritaires et le degré de commercialisation est également relativement élevé ; les deux derniers sont principalement destinés à la recherche et aux réserves technologiques.
Étant donné que les robots humanoïdes sont divisés en corps supérieur et corps inférieur, le corps supérieur n'a généralement pas d'exigences trop élevées en matière de vitesse et de puissance explosive, et n'est pas très différent des articulations industrielles ordinaires. Concentrons-nous donc sur le corps inférieur. Chaque projet a des exigences dynamiques différentes pour les robots, mais ils espèrent tous être comme les humains, courir, sauter en hauteur, sauter en longueur et parfois faire un salto arrière. Cela impose des exigences très élevées aux articulations, exigeant que les articulations soient aussi légères que possible tout en remplissant la condition de couple suffisant, c'est-à-dire que la densité de puissance soit suffisamment élevée. Cela impose des exigences relativement élevées à chaque composant clé. Les articulations sont généralement composées de moteurs, de réducteurs, d'encodeurs et de pilotes.
Tout d'abord, les moteurs
1. moteur couple sans cadre
Le moteur à entraînement direct à rotor interne est léger et de taille compacte. Il a un couple relativement important de la même taille et est plus adapté aux articulations des robots. Il s'agit d'une solution relativement nouvelle et également relativement avancée. Cependant, le coût du prototype est un peu élevé et le prix de lot est plus approprié.
2. Moteur à disque à rotor extérieur
Le moteur à rotor externe est une solution plus ancienne et a été la première solution utilisée. Comme ce type de moteur est facile à intégrer, mais que le couple insuffisant constitue le plus gros inconvénient, peu de produits de deuxième génération des fabricants ont commencé à être remplacés par des moteurs à couple sans cadre.
Deuxièmement, les réducteurs
La plupart des réducteurs actuellement utilisés sont des réducteurs harmoniques. Actuellement, on utilise le Lvdi domestique avec des performances de coût relativement élevées. Le meilleur est le Harmonic Drive, mais ce type de coût sera relativement élevé.
Troisièmement, les conducteurs
De nombreux fabricants d'exosquelettes développent leurs propres cartes de commande, et certains utilisent également des produits matures du marché, comme ELMO d'Israël, COPLEY des États-Unis et Sepkine d'Allemagne, etc. Les pilotes nécessitent un cycle de rafraîchissement court et une faible latence pour éviter les fluctuations dans plusieurs articulations. Ils sont adaptés en fonction du courant du moteur, de la tension et du type d'encodeur. La densité de puissance élevée reste l'élément central.
Quatrièmement, les encodeurs
Les codeurs économiques et peu coûteux sont privilégiés. Si la précision de position de l'extrémité de sortie n'est pas très importante, on ajoute généralement une valeur absolue multitour à l'extrémité du moteur. De nombreuses options sont disponibles, notamment les codeurs magnétiques, capacitifs et inductifs.
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