现代网红机器人(如人形机器人或仿生机器人)的内部构造通常由多个核心模块组成,结合了高精度传动、智能感知和能源系统。以下是主要零部件及其功能的详细:
1. 动力系统
电机:包括无框力矩电机(用于大关节如肩膀、胯部,反应快、扭矩密度高)和空心杯电机(用于手指等小关节,轻量化且高精度)。
执行器:分为线性执行器(如行星滚柱丝杠,用于直线运动关节)和旋转执行器(通过减速器控制旋转精度),例如特斯拉Optimus的关节驱动。
减速器:谐波减速器(体积小、精度高)和行星减速器(高承载能力),用于提升电机输出的稳定性。
2. 感知系统
传感器:六维力矩传感器(测量力/力矩)、触觉传感器(模拟人手抓握力度)、视觉传感器(环境识别),类似自动驾驶技术。
电子皮肤:柔性材料(如聚酰亚胺基底)覆盖导电层,使机器人感知温度、压力等,增强交互真实性。
3. 控制与计算
主控芯片:高算力SoC芯片(如ARM Cortex处理器)负责数据处理和动作协调,通常位于头部或躯干。
域控制器:部分机器人采用自研控制器(如智元机器人的工控机模块),管理电机运动和通信。
4. 机械结构与材料
骨架与外壳:轻量化材料如PEEK(聚醚醚酮)或碳纤维复合材料,用于关节连杆和机械臂,显著减重(如特斯拉Optimus减重10公斤)。
灵巧手:22个自由度的仿生结构,通过微型丝杠和腱绳模拟人类肌腱,配合力矩反馈实现精细操作。
5. 能源与辅助组件
电池系统:高能量密度锂电池组,搭配BMS电源管理模块,通常集成在胸背部。
通信模块:蓝牙或无线连接部件,支持远程控制或数据交互。
这些组件协同工作,使机器人能够完成行走、抓取、对话等复杂动作。不同机器人可能侧重特定功能,例如服务型机器人更强调感知和交互,而工业机器人则注重动力和精度。