特斯拉人形機(jī)器人Optimus亮相—高功率密度微型伺服電缸為重要核心零部件

當(dāng)?shù)貢r間9.30日，特斯拉2022 AI Day在加州如期舉行，馬斯克預(yù)熱已久的人形機(jī)器人擎天柱Optimus在全球注目下被工程師緩緩?fù)屏顺鰜?。這場長達(dá)6個小時的發(fā)布會，從Tesla Optimus的結(jié)構(gòu)、原理、硬件、軟件、應(yīng)用和展望等眾多角度進(jìn)行了全方位細(xì)致的說明。雖然從現(xiàn)場表現(xiàn)來說，特斯拉的人形機(jī)器人并沒有達(dá)到公眾對“鋼鐵俠”的預(yù)期，但這場發(fā)布會還是在驅(qū)動原理、運動控制和硬件結(jié)構(gòu)等方面給我們帶來了一些新的啟示和技術(shù)路徑方向。

作為以電機(jī)驅(qū)動為主要方式的人形機(jī)器人，擎天柱Optimus共有28個運動關(guān)節(jié)，其中包括三種旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和三種線性執(zhí)行器。

為了能讓機(jī)器人具有更輕的體重和一定的負(fù)載作業(yè)能力，運動執(zhí)行器需要具有很高的扭矩密度和推力密度，這是機(jī)器人領(lǐng)域典型的“以小制大”技術(shù)難關(guān)。在發(fā)布會現(xiàn)場特斯拉通過用單個線性執(zhí)行器拉起一架半噸的鋼琴，以此來展示特斯拉機(jī)器人腿部執(zhí)行器的強(qiáng)大拉力。

特斯拉人形機(jī)器人關(guān)節(jié)中所使用的線性執(zhí)行器也叫伺服電缸，是一種集成了伺服電機(jī)、減速器、絲杠、傳感器和驅(qū)動器的一體化運動單元（特斯拉展示的線性執(zhí)行模塊暫不包含驅(qū)動器），具有精度高和負(fù)載大的技術(shù)特點，可以實現(xiàn)精準(zhǔn)的速度控制、位置控制和力控制，是機(jī)器人的核心運動部件。

比如在靈巧手中，為了讓靈巧手在外形尺寸與靈活性方面具有更好的仿生性，整只手的驅(qū)動方式主要就靠6個微型伺服電缸來實現(xiàn)。

在微型伺服電缸的推重比方面，特斯拉人形機(jī)器人線性關(guān)節(jié)采用的通用伺服推重比從1400N/Kg~4200N/Kg，達(dá)到了業(yè)內(nèi)較高的水準(zhǔn)。其中自重較小的一款0.36公斤級別的驅(qū)動器可能受限于尺寸及集成化的難度，導(dǎo)致推重比較低為1400N/Kg，仍有提升空間。而因時機(jī)器人的自重0.1Kg級別的微型伺服電缸推重比已達(dá)到4900N/Kg。

因時機(jī)器人的微型伺服電缸得益于尺寸小，精度高，功率密度大的優(yōu)勢，不僅被大量應(yīng)用于機(jī)器人集成制造，在其他行業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用空間。

在生物醫(yī)療領(lǐng)域：

微型伺服電缸應(yīng)用于微針設(shè)備，能有效減小設(shè)備尺寸和重量，精準(zhǔn)控制刺入深度，提升針刺速度，從而大幅提升用戶體驗。

微型伺服電缸應(yīng)用于移液器，得益于體積小精度高的優(yōu)勢，可通過電缸矩陣式聯(lián)動配合，實現(xiàn)多通道吸液與分液過程的各自計量與控制。

自動化領(lǐng)域：

微型伺服電缸應(yīng)用于3C自動化和半導(dǎo)體等行業(yè)的精密裝配生產(chǎn)線上，可以對工件進(jìn)行精確定位和力控壓裝，提升良品率和生產(chǎn)效率。

微型伺服電缸應(yīng)用于PCB壓貼焊接，可以實現(xiàn)對元器件的精準(zhǔn)力控壓貼，過程穩(wěn)定可靠，可大幅提升良品率。

微型伺服電缸應(yīng)用于恒力打磨設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對工件表面持續(xù)施加恒定壓力，保證打磨精度和效率。

北京因時機(jī)器人科技有限公司創(chuàng)立于2016年，是一家專注于微型精密運動部件研發(fā)制造的高新技術(shù)企業(yè)。成立以來一直致力于底層技術(shù)的研發(fā)，創(chuàng)新性突破了多項加工、制造工藝和高性能伺服控制技術(shù)，產(chǎn)品在微小型、高精密運動控制領(lǐng)域填補(bǔ)了市場空白，助力眾多企業(yè)實現(xiàn)智能化升級。

轉(zhuǎn)自：搜狐網(wǎng)

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