¿Cómo elegir el hardware para robots exoesqueleto?
Recientemente, el Ministerio de Industria y Tecnologías de la Información emitió la"Opiniones orientadoras sobre el desarrollo innovador de robots humanoides", y el aviso del Ministerio de Industria y Tecnologías de la Información sobre la emisión de la"Opiniones orientadoras sobre el desarrollo innovador de robots humanoides"La industria de los robots humanoides ha llegado a su máximo apogeo. En los últimos años, muchas empresas e instituciones nacionales e internacionales han lanzado sus propios productos. Cada producto es diferente, incluidos los híbridos hidroeléctricos y los electromecánicos puros, todos con sus propias características.
Existen muchas clasificaciones de exoesqueletos: exoesqueletos portátiles, exoesqueletos de rehabilitación, exoesqueletos flexibles y exoesqueletos motorizados. En la actualidad, los dos primeros tipos que se pueden ver en el mercado son los mayoritarios, y el grado de comercialización también es relativamente alto; los dos últimos se destinan principalmente a la investigación y a las reservas tecnológicas.
Debido a que los robots humanoides se dividen en cuerpo superior e inferior, el cuerpo superior no suele tener requisitos demasiado altos en cuanto a velocidad y potencia explosiva, y no es muy diferente de las articulaciones industriales comunes. Así que centrémonos en el cuerpo inferior. Cada proyecto tiene diferentes requisitos dinámicos para los robots, pero todos esperan ser como los humanos, correr, saltar alto, saltar en longitud y, ocasionalmente, hacer una voltereta hacia atrás. Esto impone requisitos muy altos para las articulaciones, que requieren que sean lo más ligeras posible y que cumplan la condición de un par suficiente, es decir, que la densidad de potencia sea lo suficientemente alta. Esto impone requisitos relativamente altos para cada componente clave. Las articulaciones generalmente se componen de motores, reductores, codificadores y controladores.
Primero, los motores
1. motor de par sin marco
El motor de accionamiento directo con rotor interno es liviano y de tamaño compacto. Tiene un par relativamente grande del mismo tamaño y es más adecuado para las articulaciones de los robots. Se trata de una solución relativamente nueva y también relativamente avanzada. Sin embargo, el costo del prototipo es un poco alto y el precio del lote es más apropiado.
2. Motor de disco de rotor exterior
El motor de rotor externo es una solución más antigua y fue la primera que se utilizó. Debido a que este tipo de motor es fácil de integrar, pero el par motor insuficiente es la mayor desventaja, pocos fabricantes han comenzado a reemplazar los productos de segunda generación por motores de par motor sin bastidor.
En segundo lugar, los reductores
La mayoría de los reductores que se utilizan actualmente son reductores armónicos. Actualmente, se utiliza el modelo doméstico LVDI con un rendimiento de costo relativamente alto. El mejor es el Harmonic Drive, pero este tipo de costo será relativamente alto.
En tercer lugar, los conductores
Muchos fabricantes de exoesqueletos desarrollan sus propias placas controladoras, y algunos también utilizan productos ya consolidados en el mercado, como la israelí ELMO, la estadounidense COPLEY, la alemana Sepkine, etc. Los controladores requieren un ciclo de refresco corto y una baja latencia para evitar vibraciones en múltiples articulaciones. Se adaptan según la corriente del motor, el voltaje y el tipo de codificador. La alta densidad de potencia sigue siendo el elemento central.
En cuarto lugar, los codificadores
Se prefieren los codificadores económicos y rentables. Si no se requiere una gran precisión de posición en el extremo de salida, generalmente se agrega un valor absoluto de múltiples vueltas en el extremo del motor. Hay muchas opciones disponibles, incluidos los codificadores magnéticos, los codificadores capacitivos y los codificadores inductivos.
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