Zasady działania kluczowych modułów robotów humanoidalnych

Zasada działania kluczowych modułów robotów humanoidalnych opiera się na wspólnym działaniu systemu pętli zamkniętej „percepcji-decyzji-wykonania”.

 

Moduł łączony (rdzeń wykonawczy)
Moduł stawowy stanowi podstawę ruchu robota, odpowiednik ludzkich mięśni i kości i składa się głównie z następujących elementów:

 

Serwomotor: Zapewnia moc, wymagając dużej szybkości reakcji i dużej gęstości momentu obrotowego (np. szczytowy moment obrotowy kolana może osiągnąć 150 N·m).

Reduktor (taki jak napęd harmoniczny, napęd cykloidalny): Przekształca dużą prędkość silnika w niską prędkość i wysoki moment obrotowy wymagany przez przegub, zapewniając jednocześnie precyzję (luz<1 arcminute).

Enkoder: informacja zwrotna-w czasie rzeczywistym dotycząca kątów i prędkości połączeń, wykorzystywana do sterowania w-pętli zamkniętej.

Czujnik siły/momentu obrotowego (w niektórych-najlepszych przegubach): monitoruje siłę wyjściową, aby zapewnić precyzyjną kontrolę siły.

Typowe przełomy technologiczne: Moduły połączeń cykloidalnych (takie jak Hechuan) łączą wysoką precyzję z dużą nośnością; samodzielnie-opracowane stawy (takie jak Xingshi Era l7) osiągają maksymalny moment obrotowy 400 N·m, wspierając-wysoce dynamiczne ruchy, takie jak taniec uliczny.

 

Moduł percepcji (wykrywanie środowiska i stanu)
System percepcji symuluje ludzkie zmysły, przechwytując w czasie rzeczywistym informacje wewnętrzne i zewnętrzne:

 

Czujniki wizualne (kamery + kamery głębi): Rozpoznawaj obiekty i twórz mapy 3D (w połączeniu z algorytmami SLAM).

IMU (inercyjna jednostka pomiarowa): składa się z akcelerometrów, żyroskopów i magnetometrów, monitorujących postawę i równowagę w czasie rzeczywistym.

Czujniki dotyku/siły: instalowane w dłoniach i podeszwach, aby wyczuć siłę kontaktu i tarcie (np. uniknąć rozbicia kubka podczas chwytania).

Wspólne enkodery: przekazują informacje zwrotne na temat wspólnych pozycji, aby zapewnić dokładność działania.

Trend: począwszy od 2026 r. zręczne dłonie będą na ogół integrować czujniki dotykowe typu-(elektroniczna skóra), aby zwiększyć możliwości precyzyjnej manipulacji.