年初,特斯拉人形机器人Optimus GEN 2的新视频放出,提速30%且流畅的步行能力与惟妙惟肖的拟人姿态,令人印象深刻,仿佛感受到了人形机器人商业化即将到来的气息。马斯克提到,具身人形机器人将会与人类有机融合,广泛应用于生产、生活、医疗等方方面面,未来将达到与人类为2:1的比例,且不论是否成真,毫无疑问的是,人形机器人产业有着极为广阔的市场和应用场景。
作为人形机器人的核心减速部件之一,行星滚柱丝杠在特斯拉的Optimus机器人身上有着高达10-14个直线关节应用,在行走运动中扮演着至关重要的角色。
一、行星滚柱丝杠的结构与工作原理
行星滚柱丝杠是一种高精度的传动装置,主要由丝杠、滚柱、螺母、内齿圈、保持架以及弹性挡圈等部分组成。其工作原理是通过行星滚柱在丝杠上的滚动,将旋转运动转化为直线运动,从而实现机器人的精确位移
二、行星滚柱丝杠的性能特点
高精度:行星滚柱丝杠采用精密的制造工艺和材料,具有较高的传动精度和重复定位精度,能够满足人形机器人对运动控制的高要求。
高承载能力:行星滚柱丝杠的结构设计合理,能够承受较大的负载,确保机器人在各种复杂环境下稳定运行。
长寿命:采用优质的耐磨材料和先进的润滑技术,行星滚柱丝杠具有较高的耐磨性和耐用性,能够降低机器人的维护成本。
低噪音:行星滚柱丝杠在运行过程中产生的噪音较低,有助于提升机器人的使用体验。
关节驱动:行星滚柱丝杠作为人形机器人关节的驱动部件,能够实现关节的精确转动和定位,使机器人能够模拟人类的运动姿态。
步态控制:通过精确控制行星滚柱丝杠的位移和速度,可以实现人形机器人步态的平稳过渡和精确调整,提高机器人的行走稳定性和舒适性。
动作执行:在机器人的抓取、操作等动作中,行星滚柱丝杠能够提供稳定的动力输出和精确的位置控制,确保机器人能够准确执行各种任务。
对特斯拉optimas机器人关节的分析研报,我们得知,一共使用了14个线性关节,包括大臂*2、小臂*4、大腿*4、小腿*4,其中用到的行星滚柱丝杠预估为10-14个,在机器人一体化关节中的价值占比将接近20%。而一体化关节预计占人形机器人整体价值量的50%,可见其重要性。
HT有幸加入人形机器人赛道,从事机器人核心部件行星滚柱丝杆的开发,接受客户3套全新定制反向行星滚柱丝杆,新丝杆的设计,制造及交付总共历时60天(2月15日开始启动,4月14日完成首批合格样件下线,其中图纸设计20天)。
我们团队在标准丝杆开发有较丰富的经验,对于反向丝杠属于首次开发,一次成功,过程中虽然曲折坎坷,但是我们做到了,这依赖于我们有扎实的设计,制造经验及完善的配套工艺设施。样件研发成功,下一步我们就为量产做准备,配合客户迎接人形机器人推进的工业浪潮。