หมวดจำนวน:0 การ:บรรณาธิการเว็บไซต์ เผยแพร่: 2568-07-14 ที่มา:เว็บไซต์
ในอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ Humanoid ที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วในปัจจุบันตลาดที่เพิ่มขึ้นที่สำคัญที่สุดในห่วงโซ่อุตสาหกรรมไม่สามารถแยกออกจากสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ได้
สกรูลูกกลิ้งของดาวเคราะห์ถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกในปี 1940 และเริ่มต้นในทุ่งนาเช่นการบินและอวกาศ ส่วนประกอบการส่งผ่านที่แม่นยำนี้จะได้รับการโหลดสูงและเอฟเฟกต์การส่งสัญญาณที่มีความแม่นยำสูงผ่านการรวมกันของการส่งสัญญาณของดาวเคราะห์และลูกกลิ้งเกลียว
อย่างไรก็ตามเนื่องจากความยากลำบากในการประมวลผลและค่าใช้จ่ายสูงขนาดตลาดจึงค่อนข้างเล็กเป็นเวลานาน มันไม่ได้จนกว่าการระเบิดของอุตสาหกรรมหุ่นยนต์มนุษย์ในช่วงสองปีที่ผ่านมาสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ค่อยๆได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางมากขึ้น
ดังนั้นสกรูโรลเลอร์ของดาวเคราะห์มีบทบาทอย่างไรในหุ่นยนต์ Humanoid? ความท้าทายใดที่ต้องเผชิญในระหว่างกระบวนการพัฒนา? จางมินเลียงผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยและพัฒนาของฮาร์ดแวร์ของ Kepler Robotics ได้นำเสนอที่ยอดเยี่ยมในระหว่างการถ่ายทอดสดทางเทคโนโลยีล่าสุด
จากข้อมูลของจางมินเลียงสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์เป็นส่วนประกอบการส่งผ่านที่แม่นยำซึ่งแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น มันประสบความสำเร็จในการโหลดสูงและการส่งผ่านที่มีความแม่นยำสูงผ่านหลักการคอมโพสิตของ 'การส่งผ่านดาวเคราะห์+การมีส่วนร่วมของเธรด ' และมีลักษณะของหลายร่างกายหลายคู่และการเคลื่อนไหวหลายจุด โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็น 5 หมวดหมู่ ได้แก่ มาตรฐาน, ย้อนกลับ, วัฏจักร, แบริ่งและความแตกต่าง
ผ่านการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของข้อดีและข้อเสียของสกรูลูกกลิ้งของดาวเคราะห์ประเภทต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมพบว่าสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ทำงานได้ดีในแง่ของขนาดความสามารถในการรับน้ำหนักอายุการใช้งานและด้านอื่น ๆ สกรูลูกกลิ้งแบบย้อนกลับของดาวเคราะห์นั้นเข้ากันได้กับการเคลื่อนที่ร่วมของหุ่นยนต์มนุษย์
ตัวอย่างหุ่นยนต์ Humanoid ของเทสลาเป็นตัวอย่าง Optimus ใช้สกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ทั้งหมด 14 ตัวซึ่งส่วนใหญ่กระจายอยู่ในต้นแขนของหุ่นยนต์ (2) แขนล่าง (4) ต้นขา (4) และลูกวัว (4) ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบและกระบวนการผลิตของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ Optimus ได้แสดงประสิทธิภาพที่โดดเด่นในด้านความสามารถในการโหลดความแม่นยำในการเคลื่อนไหวและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
นอกจาก Tesla แล้วเคปเลอร์ยังเป็นองค์กรในประเทศแห่งแรกที่พัฒนาอย่างอิสระและใช้มวลใช้แอคทูเอเตอร์สกรูลูกกลิ้งกับหุ่นยนต์ Humanoid
เคปเลอร์เริ่มต้นในช่วงต้นของหุ่นยนต์มนุษย์ ในเดือนพฤศจิกายน 2566 เคปเลอร์เปิดตัวอย่างเป็นทางการซีรีส์ไพโอเนียร์ของหุ่นยนต์ Humanoid ที่ติดตั้งแอคทูเอเตอร์โรลเลอร์สกรูของดาวเคราะห์และแอคทูเอเตอร์โรตารี่ที่พัฒนาขึ้นเองกลายเป็น บริษัท ที่สองในโลกเพื่อพัฒนาแอคชูเอเตอร์สกรูโรลเลอร์ของดาวเคราะห์หลายประเภทและนำไปใช้กับหุ่นยนต์
นับตั้งแต่การจัดตั้ง บริษัท ในปี 2566 หลังจากการทำซ้ำหลายครั้งเคปเลอร์ได้เปิดตัวหุ่นยนต์ Humanoid Mass ที่ผลิตขึ้นมาอีกครั้ง K2 'Bumblebee ' ในไตรมาสที่สี่ของปีที่แล้วและกำลังเตรียมการปรับปรุงและผลิตจำนวนมากรอบผลิตภัณฑ์นี้
มีรายงานว่า Kepler K2 'Bumblebee ' สูง 175 เซนติเมตรมีน้ำหนัก 75 กิโลกรัมและมีอิสระ 52 องศาด้วยมือที่คล่องตัวเน้นแนวคิดของ biomimicry Kepler K2 'Bumblebee ' ใช้แอคชูเอเตอร์สกรูโรลเลอร์ของดาวเคราะห์ที่พัฒนาขึ้นเองซึ่งมีลักษณะการเคลื่อนไหวที่ไม่ซ้ำกันซึ่งสามารถบรรลุการทำงานแบบไดนามิกเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการใช้พลังงานแบบคงที่เกือบจะเป็นศูนย์ทำให้รับประกันความอดทนของหุ่นยนต์
ผ่านการทดสอบจริง K2 'Bumblebee ' ผสมผสานโครงสร้างแบบขนาน 'โครงสร้างแบบขนาน ' กับนวัตกรรมด้วยแอคชูเอเตอร์โรลเลอร์ที่พัฒนาขึ้นด้วยตนเองด้วยโหลดแขนเดียว 15 กิโลกรัม สามารถชาร์จได้ 1 ชั่วโมงและแห้งอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 8 ชั่วโมงครอบคลุมความต้องการการจัดการด้วยตนเองเกือบทั้งหมดในสถานการณ์อุตสาหกรรม
นอกจากนี้เคปเลอร์ยังได้พัฒนาแอคชูเอเตอร์แบบหมุนอย่างอิสระด้วยแรงบิดสูงสุด 220N M ซึ่งให้การสนับสนุนการขับขี่ที่ทรงพลังการส่งออกอย่างต่อเนื่องและการทำงานที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับหุ่นยนต์ Humanoid ผ่านมอเตอร์แรงบิดสูงรวมกับอัลกอริทึมอัจฉริยะ ความแม่นยำในการวางตำแหน่งซ้ำ ๆ สามารถเข้าถึง 0.01 องศา
ในการประชุมนักพัฒนาข่าวกรองของจางเจียงก่อนหน้านี้ Kepler K2 'Bumblebee ' ชนะการแข่งขันในการแข่งขัน 'หุ่นยนต์ Humanoid Robot Industrial Scenario Challenge ' ด้วยบันทึกโหลด 20 กิโลกรัมแสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาล
สอง
โหลดสูงความแม่นยำสูงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนาน
การสร้างหุ่นยนต์มนุษย์ด้วย 'ร่างกายเหล็ก'
เหตุใดสกรูลูกกลิ้งของดาวเคราะห์จึงได้รับความนิยมจาก Tesla และ Kepler? ผู้อำนวยการฝ่ายฮาร์ดแวร์ของเคปเลอร์จางมินเลียงกล่าวว่าข้อดีของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ในหุ่นยนต์มนุษย์สามารถสรุปได้เป็นสามประเด็นหลัก: โหลดสูงความแม่นยำสูงและความอดทนยาวนาน
ประการแรกภาระหนัก สกรูลูกกลิ้งของดาวเคราะห์ใช้วิธีการสัมผัสเชิงเส้นซึ่งสามารถทนต่อโหลดแบบคงที่และแบบไดนามิกที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับสกรูลูกแบบดั้งเดิม (สัมผัสจุด) ความสามารถในการรับน้ำหนักของมันสูงกว่าสกรูบอล 3-6 เท่าของข้อกำหนดเดียวกันและสามารถเกิน 10 เท่าได้มากที่สุด
ประการที่สองความแม่นยำสูง การออกแบบโครงสร้างด้ายของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ใช้มุมนำที่ไม่ใช่วงกลมแบบวงกลมขนาดเล็กซึ่งสามารถบรรลุความแม่นยำในการส่งผ่านที่สูงมากและบรรลุความแม่นยำในระดับสูง สกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์สร้างแรงเสียดทานแบบกลิ้งสัมผัสเชิงเส้นผ่านการมีส่วนร่วมของลูกกลิ้ง เมื่อเปรียบเทียบกับจุดสัมผัสของสกรูลูกวิธีการสัมผัสเชิงเส้นสามารถส่งแรงและการเคลื่อนที่ได้อย่างสม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการส่งข้อมูลลดข้อผิดพลาดในท้องถิ่นและแรงที่ไม่สม่ำเสมอที่เกิดจากจุดสัมผัสน้อยลงและปรับปรุงความแม่นยำและความเสถียรของการทำงาน
นอกจากนี้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนาน ในระหว่างการทำงานของหุ่นยนต์สัดส่วนของชั่วโมงการทำงานภายใต้โหลดขนาดเล็กสูงและความผันผวนของประสิทธิภาพของแอคทูเอเตอร์เชิงเส้นภายใต้สภาวะโหลดที่แตกต่างกันมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพการส่งสัญญาณของแอคทูเอเตอร์ฮาร์มอนิกได้รับผลกระทบอย่างมากจากการโหลดและการใช้พลังงานของแอคทูเอเตอร์ฮาร์มอนิกค่อนข้างสูงภายใต้สภาวะโหลดขนาดเล็ก แอคทูเอเตอร์เชิงเส้นมีประสิทธิภาพที่ดีกว่า 'ล็อคตัวเอง' เนื่องจากสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์เมื่อข้อต่อหุ่นยนต์ยังคงอยู่กับที่หรืออยู่ภายใต้การขับขี่แบบย้อนกลับลดการใช้พลังงานมอเตอร์ อย่างไรก็ตามแอคชูเอเตอร์แบบโรตารี่ใช้พลังงานมากขึ้นเมื่อถูกขับเคลื่อนการขับเคลื่อนแบบย้อนกลับส่งผลให้การใช้พลังงานโดยรวมลดลงของแอคทูเอเตอร์เชิงเส้น
ตัวอย่างเช่น Kepler K2 'Bumblebee ' ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จากคุณสมบัติของแอคทูเอเตอร์เชิงเส้นสำหรับการเบรกย้อนกลับปรับกลยุทธ์การควบคุมการเคลื่อนไหวให้เหมาะสมอย่างสมเหตุสมผลและสามารถชาร์จ 'เป็นเวลา 1 ชั่วโมงและการอบแห้งอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 8 ชั่วโมง ' ผ่านการเคลื่อนที่เชิงเส้นของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์และการออกแบบกลไกการเชื่อมโยง K2 'Bumblebee ' สามารถบรรลุการยืดและหดตัวคล้ายกับกล้ามเนื้อของมนุษย์ดังนั้นการจำลองท่าทางของมนุษย์และการเคลื่อนไหวที่ยืดหยุ่นมากขึ้น
การเอาชนะปัญหาทางเทคนิค
สำรวจความเป็นไปได้ที่ไม่มีที่สิ้นสุดในสาขาหุ่นยนต์มนุษย์
เนื่องจากราคาที่ขายสูงของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ขนาดตลาดโดยรวมยังคงค่อนข้างเล็กโดยเฉพาะในตลาดในประเทศที่เพิ่งเริ่มต้น ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าขนาดตลาดโลกของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์จะอยู่ที่ประมาณ 1.27 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2565 ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมเช่นรถยนต์เครื่องมือเครื่องซีเอ็นซีและเครื่องจักรก่อสร้าง คาดว่าจะเกิน 1.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2567 ขนาดตลาดของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ในประเทศจีนมีเพียงประมาณ 450 ล้านหยวนซึ่งคิดเป็นสกรูน้อยกว่า 5% ของระดับโลก
ในการใช้งานจริงโครงการสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ยังเผชิญกับความท้าทายบางอย่าง ตัวอย่างเช่น:
ความยากลำบากในการประมวลผลสูง: น็อตของสกรูลูกกลิ้งของดาวเคราะห์ย้อนกลับค่อนข้างยาวและความแม่นยำในการประมวลผลของเธรดนั้นสูงมากซึ่งต้องใช้กระบวนการสูงสุด 120 กระบวนการ ข้อผิดพลาดระดับเสียงจะต้องถูกควบคุมภายใน± 3 ไมครอนและข้อผิดพลาดที่สอดคล้องกันของมุมเกลียวต้องน้อยกว่า 10 อาร์ควินาทีซึ่งอุปกรณ์ประมวลผลแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองได้
ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของวัสดุสูง: สกรูลูกกลิ้งของดาวเคราะห์ทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรงเช่นโหลดสูงและอุณหภูมิสูงต้องใช้วัสดุที่มีความแข็งสูงความต้านทานการสึกหรอสูงและความเสถียรทางความร้อนที่ดี ความแข็งของเหล็กกล้าที่ใช้กันทั่วไปลดลงที่อุณหภูมิสูงซึ่งนำไปสู่การสึกหรอที่เพิ่มขึ้น
การประกอบและการทดสอบมีความซับซ้อน: การประกอบของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์จำเป็นต้องทำให้มั่นใจได้ว่าการทำแบบซิงโครนัสของลูกกลิ้งหลายลูกด้วยสกรูและน็อตและความแม่นยำในการประกอบนั้นสูงมาก ในแง่ของการตรวจจับเนื่องจากโครงสร้างเธรดที่ซับซ้อนวิธีการตรวจจับแบบดั้งเดิมนั้นไม่มีประสิทธิภาพและสภาพแวดล้อมการตรวจจับต้องการข้อกำหนดที่เข้มงวด
การลงทุนที่มีต้นทุนสูง: อุปกรณ์การประมวลผลสำหรับสกรูลูกกลิ้งของดาวเคราะห์มีราคาแพงวงจรการผลิตนั้นยาวและอัตราการทำใหม่และอัตราการทำงานใหม่นั้นสูงส่งผลให้ต้นทุนสูง ในปัจจุบันราคาต่อหน่วยของอุปกรณ์การประมวลผลสูงและมีขั้นตอนการประมวลผลมากมายโดยมีวงจรการผลิตเป็นเวลาหลายสัปดาห์
เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวถึงว่าเคปเลอร์ได้ค่อยๆเอาชนะความยากลำบากในการออกแบบการประมวลผลการทดสอบและค่าใช้จ่ายของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ผ่านการวิจัยและนวัตกรรมอิสระ
เทคโนโลยีการจับคู่พารามิเตอร์ของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ที่มีความแม่นยำสูงเป็นกุญแจสำคัญ ความแม่นยำในการส่งสัญญาณของแอคทูเอเตอร์ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการเคลื่อนไหวและความสามารถในการรับน้ำหนักของหุ่นยนต์มนุษย์ เคปเลอร์ใช้รูปแบบการออกแบบการจับคู่พารามิเตอร์เพื่อเป็นแนวทางในกระบวนการผลิตปรับปรุงความสอดคล้องของการเคลื่อนไหวหลายจุดหลายจุดและหลายคู่ของคู่สกรูลูกกลิ้งของดาวเคราะห์ ในขณะที่การแก้ปัญหาความแม่นยำในการส่งสัญญาณมันยังช่วยเพิ่มความสอดคล้องและความสามารถในการรับน้ำหนักของการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์
ในแง่ของวัสดุและการออกแบบเพื่อสร้างสมดุลระหว่างความต้องการของความเร็วสูงและโหลดสูงเคปเลอร์ปรับโครงสร้างของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ให้เหมาะสม ด้วยการใช้วัสดุใหม่และรูปแบบโครงสร้างที่เป็นนวัตกรรมน้ำหนักโดยรวมของหุ่นยนต์จะลดลงในขณะที่มั่นใจได้ว่ากำลังการรับน้ำหนักสูงเพิ่มความยืดหยุ่นและความเร็วในการตอบสนอง เคปเลอร์ยังสำรวจวัสดุที่มีเสถียรภาพมากขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง
ในแง่ของต้นทุนผลตอบแทนการผลิตในปัจจุบันและประสิทธิภาพของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ต่ำและราคาต่อหน่วยสูงซึ่ง จำกัด การใช้งานขนาดใหญ่ เคปเลอร์สังเกตเห็นโอกาสในการใช้งานของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ในหุ่นยนต์มนุษย์ในปี 2565 และใช้เส้นทางของเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นเองและทำเอง มันให้ความร่วมมือกับผู้ผลิตอุปกรณ์ในประเทศที่จะฝ่าฟันวิธีกระบวนการทั่วไปที่มีอยู่สำรวจกระบวนการผลิตใหม่อย่างแข็งขันและปรับปรุงความคุ้มค่าของสกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์โดยการแก้ปัญหาการเคลื่อนไหวซ้ำซ้อนที่ไม่สอดคล้องกันและประสิทธิภาพการผลิตคู่ของสกรูต่ำ สิ่งนี้ยังวางรากฐานที่มั่นคงสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ของหุ่นยนต์ Humanoid Kepler
นอกจากนี้ บริษัท ได้กำหนดมาตรฐานการทดสอบและข้อกำหนดที่ครอบคลุมเพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์มีความสอดคล้อง ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบหลักของหุ่นยนต์ Humanoid Kepler สกรูลูกกลิ้งดาวเคราะห์ไม่เพียง แต่ให้การสนับสนุนพลังงานที่ทรงพลังและการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำสำหรับหุ่นยนต์ แต่ยังนำโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางสำหรับหุ่นยนต์ Humanoid Kepler ในอุตสาหกรรมอุตสาหกรรมพิเศษการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการศึกษาผ่านข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ แม้จะเผชิญกับความท้าทายมากมายหุ่นยนต์เคปเลอร์ก็ค่อยๆเอาชนะปัญหาเหล่านี้ด้วยความแข็งแกร่งทางเทคโนโลยีและความสามารถด้านนวัตกรรมทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่ไม่มีที่สิ้นสุดสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมหุ่นยนต์มนุษย์
