Принципы работы ключевых модулей гуманоидных роботов

Принцип работы ключевых модулей роботов-гуманоидов основан на совместной работе замкнутой-системы "восприятия-решения-выполнения".

 

Совместный модуль (ядро исполнения)
Суставной модуль является основой движения робота, эквивалентен человеческим мышцам и костям, и в основном состоит из следующих компонентов:

 

Серводвигатель: Обеспечивает мощность, требующую высокой скорости реакции и высокой плотности крутящего момента (например, пиковый крутящий момент колена может достигать 150 Н·м).

Редуктор (например, гармонический привод, циклоидальный привод): преобразует высокую скорость двигателя в низкую скорость и высокий крутящий момент, необходимые для соединения, обеспечивая при этом точность (люфт<1 arcminute).

Энкодер:-обратная связь в реальном времени об углах и скоростях суставов, используемая для замкнутого-управления контуром.

Датчик силы/крутящего момента (в некоторых-сочленениях высокого класса): контролирует выходное усилие для достижения точного контроля усилия.

Типичные технологические прорывы: Модули циклоидальных шарниров (такие как Hechuan) сочетают в себе высокую точность и высокую грузоподъемность; Саморазвитые суставы-(такие как Xingshi Era l7) достигают максимального крутящего момента 400 Н·м, поддерживая-динамические движения, такие как уличные танцы.

 

Модуль восприятия (определение окружающей среды и статуса)
Система восприятия имитирует чувства человека, фиксируя внутреннюю и внешнюю информацию в режиме реального времени:

 

Визуальные датчики (камеры + камеры глубины): распознают объекты и строят 3D-карты (в сочетании с алгоритмами SLAM).

IMU (блок инерциальных измерений): состоит из акселерометров, гироскопов и магнитометров, отслеживающих положение и баланс в режиме реального времени.

Тактильные/силовые датчики: устанавливаются на руки и подошвы для определения контактной силы и трения (например, чтобы не разбить чашку при захвате).

Совместные энкодеры: обеспечивают обратную связь о положениях суставов для обеспечения точности действий.

Тенденция: начиная с 2026 года в ловкие руки обычно встраивают тактильные датчики матричного-типа (электронная кожа) для улучшения возможностей тонкого манипулирования.