1. Structure et répartition des articulations
(1) Répartition des articulations humaines
Étant donné que l'ancien robot Tesla a réalisé 28 degrés de liberté, ce qui équivaut à environ 1/10 de la fonction du corps humain.
Ces 28 degrés de liberté sont principalement répartis entre le haut et le bas du corps. Le haut du corps comprend les épaules (6 degrés de liberté), les coudes (4 degrés de liberté), les poignets (2 degrés de liberté) et la taille (2 degrés de liberté).
La partie inférieure du corps comprend les articulations médullaires (2 degrés de liberté), les cuisses (2 degrés de liberté), les genoux (2 degrés de liberté), les mollets (2 degrés de liberté) et les chevilles (2 degrés de liberté).
(2) Type et résistance des joints
Ces 28 degrés de liberté peuvent être classés en articulations rotationnelles et linéaires. Il existe 14 articulations rotatives, divisées en trois sous-catégories, différenciées selon leur force de rotation. La plus petite articulation rotative a une force de 20 Nm pour le bras ; 110 Nm pour la taille, la moelle épinière et l'épaule, etc. ; 180 Nm pour la taille et la hanche. Il existe également 14 articulations linéaires, différenciées selon leur force. Les plus petites articulations linéaires ont une force de 500 Nm pour le poignet ; 3 900 Nm pour la jambe ; et 8 000 Nm pour la cuisse et le genou.
(3) Structure de l'articulation
La structure des articulations comprend des moteurs, des réducteurs, des capteurs et des roulements.
Utilisation des joints rotatifsmoteurset réducteurs d'harmoniques,
et des solutions plus optimisées pourraient être disponibles à l’avenir.
Les joints linéaires utilisent des moteurs et des billes ouvis à billescomme réducteurs, ainsi que des capteurs.
2. Moteurs dans les articulations des robots humanoïdes
Les moteurs utilisés dans les articulations sont principalement des servomoteurs plutôt que des moteurs sans cadre. Ces derniers présentent l'avantage de réduire le poids et de supprimer des pièces supplémentaires pour obtenir un couple plus élevé. Le codeur est essentiel au contrôle en boucle fermée du moteur, et il existe encore un écart de précision entre les fabricants nationaux et étrangers. Les capteurs de force doivent détecter avec précision la force à l'extrémité, tandis que les capteurs de position doivent détecter avec précision la position du robot dans l'espace tridimensionnel.
3. Application du réducteur dans les articulations des robots humanoïdes
Auparavant, on utilisait principalement un réducteur harmonique, assurant la transmission entre la roue souple et la roue en acier. Ce réducteur est efficace mais coûteux. À l'avenir, les réducteurs planétaires pourraient remplacer les réducteurs harmoniques, car ils sont relativement bon marché, mais la réduction est relativement faible. En fonction de la demande réelle, une partie du réducteur planétaire pourrait être adoptée.
La concurrence pour les articulations des robots humanoïdes porte principalement sur les réducteurs, les moteurs et les vis à billes. En matière de roulements, les différences entre les entreprises nationales et étrangères résident principalement dans la précision et la durée de vie. En matière de réducteurs de vitesse, les réducteurs planétaires sont moins chers mais présentent une décélération moindre, tandis que les réducteurs à vis à billes etvis à rouleauxsont plus adaptés aux assemblages à doigts. En matière de moteurs, les entreprises nationales bénéficient d'une certaine compétitivité dans le domaine des micromoteurs.
Date de publication : 19 mai 2025
