Funktionsprinzipien von Schlüsselmodulen in humanoiden Robotern

Das Funktionsprinzip der Schlüsselmodule in humanoiden Robotern dreht sich um den kollaborativen Betrieb des geschlossenen-Schleifensystems „Wahrnehmung-Entscheidung-Ausführung“.

 

Gemeinsames Modul (Kern der Ausführung)
Das Gelenkmodul ist die Grundlage der Roboterbewegung, entspricht den menschlichen Muskeln und Knochen und besteht hauptsächlich aus den folgenden Komponenten:

 

Servomotor: Stellt Leistung bereit und erfordert eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und eine hohe Drehmomentdichte (z. B. kann das maximale Kniedrehmoment 150 N·m erreichen).

Untersetzungsgetriebe (z. B. harmonischer Antrieb, Zykloidenantrieb): Wandelt die hohe Drehzahl des Motors in die für das Gelenk erforderliche niedrige Drehzahl und das hohe Drehmoment um und sorgt gleichzeitig für Präzision (Spiel).<1 arcminute).

Encoder: Echtzeit-Feedback von Gelenkwinkeln und -geschwindigkeiten, verwendet für die Regelung im geschlossenen Regelkreis.

Kraft-/Drehmomentsensor (in einigen High-End-Gelenken): Überwacht die Ausgangskraft, um eine präzise Kraftsteuerung zu erreichen.

Typische technologische Durchbrüche: Zykloidengelenkmodule (wie Hechuan) kombinieren hohe Präzision mit hoher Belastbarkeit; Selbst-entwickelte Gelenke (wie Xingshi Era l7) erreichen ein maximales Drehmoment von 400 N·m und unterstützen hoch-dynamische Bewegungen wie Straßentanz.

 

Wahrnehmungsmodul (Umwelt- und Statuserkennung)
Das Wahrnehmungssystem simuliert menschliche Sinne und erfasst interne und externe Informationen in Echtzeit:

 

Visuelle Sensoren (Kameras + Tiefenkameras): Erkennen Sie Objekte und erstellen Sie 3D-Karten (kombiniert mit SLAM-Algorithmen).

IMU (Inertial Measurement Unit): Besteht aus Beschleunigungsmessern, Gyroskopen und Magnetometern und überwacht Körperhaltung und Gleichgewicht in Echtzeit.

Taktile/Kraftsensoren: In Händen und Fußsohlen installiert, um Kontaktkraft und Reibung zu erfassen (z. B. um zu verhindern, dass eine Tasse beim Greifen zerbricht).

Gelenk-Encoder: Geben Feedback zu den Gelenkpositionen, um die Genauigkeit der Aktion sicherzustellen.

Trend: Ab 2026 integrieren geschickte Hände im Allgemeinen Array-artige taktile Sensoren (elektronische Haut), um die Feinmanipulationsfähigkeiten zu verbessern.