1. Gumanoid robotlarning parchalanishi va qiymat taqsimoti
1. Gumansimon robotni qismlarga ajratish
2021-yil avgust oyidagi birinchi Tesla AI kunida Tesla o‘zining birinchi odamsimon roboti “Optimus” kontseptsiyasi chizmasini taqdim etdi. Gumansimon robotning bo‘yi 5 fut 8 dyuym, og‘irligi 125 funt, og‘irligi 45 funt, yuk ko‘tarish qobiliyati esa 150 funtni tashkil etadi, bu esa elektr transport vositalarida qo‘llaniladiganlarga o‘xshash aqlli algoritmlar orqali boshqariladi. Prototipi 2022-yilning fevral oyida ishga tushiriladi va deyarli toʻliq odamsimon robotning yangi avlodi 2022-yil 30-sentabrda sunʼiy intellekt kunida namoyish etiladi.U 2023-yil iyul oyida boʻlib oʻtadigan Butunjahon sunʼiy intellekt konferensiyasida namoyish etiladi.
Tesla tomonidan chiqarilgan Optimus’ning so‘nggi avlodi korpusning mexanik qismida 28 ta bo‘g‘inga (14 ta aylanuvchi aktuator + 14 chiziqli aktuator) va 2 ta chaqqon qo‘l jami 12 ta bo‘g‘imga (6 ta aktuator * 2) ega. Teslaning gumansimon robotining epchil qo‘llari inson qo‘llarini taqlid qilish uchun mo‘ljallangan va moslashuvchan ushlash qobiliyatiga ega. Qo'l tuzilishi beshta barmoq va bir nechta bo'g'imlarga ega. Bosh barmog'i egilish va yon tomonga burish uchun qo'sh motorlardan foydalanadi, qolgan to'rtta barmoqda esa bittadan motor mavjud. U jami 6 ta aktuatorga ega, 11 daraja erkinlik, 20 kilogramm yuk, ushlash burchagiga moslashish qobiliyati, asboblardan foydalanish qobiliyati va kichik narsalarni aniq ushlash qobiliyati. Tesla gumanoid robotidagi 28 ta aktuator elkalarda (6), tirsaklarda (2), bilaklarda (6), torsoda (2), sonlarda (6), tizzalarda (2 dona), to'piqda (4 dona) taqsimlanadi.
Tesla Optimusning aylanadigan qo'shma yechimi: ramkasiz vosita + garmonik reduktor + moment sensori + pozitsiya sensori + podshipniklar (burchakli kontaktli rulmanlar + kesishgan silindrsimon rulmanlar) + enkoder. Tesla bir vaqtning o'zida mos ravishda 20Nm / 110Nm / 180Nm bo'lgan turli xil momentlarga ega bo'lgan uchta aylanadigan reduktorni o'z ichiga olgan aktuator mahsuloti portfelini namoyish etdi. Butun tana taqsimoti: elkada 6 ta, bilakda 2 ta, sonda 4 ta va magistralda 2 ta.
Tesla Optimusning chiziqli qo'shma yechimi: ramkasiz vosita + sayyora vintli vint + moment sensori + pozitsiya sensori + podshipnik. Tesla bir vaqtning o'zida 500N/3900N/8000N momentli turli xil momentli uchta chiziqli aktuatorni o'z ichiga olgan aktuator mahsuloti portfelini namoyish etdi. Butun tana taqsimoti: 2 tirsak, 4 bilak, 2 son, 2 tizza va 4 to'piq.
2. Gumanoid robotlarning asosiy qismlarining qiymat taqsimoti
Tesla Optimusga ishora qiladigan bo'lsak, gumanoid robotning qiymati asosan FSD tizimida, AI chipida, aktuatorda va epchil qo'l-oyoq skeletida taqsimlanadi: FSD/AI chipi: Teslaning asosiy raqobatbardoshligi, bitta mashinaning qiymati taxminan 50,{ {1}} yuan va xarajatlarni hisobga olish taxminan 26,5%; Aylanadigan aktuator: yig'ish mahsulotlari uchinchi shaxslar tomonidan etkazib beriladi, shu jumladan harmonik reduktorlar (yoki yangi garmonikaga o'xshash reduktorlar), ramkasiz torkli motorlar, moment sensorlari, enkoderlar, podshipniklar va boshqa asosiy qismlar, xarajatlar taxminan 23% ni tashkil qiladi; chiziqli aktuator: yig'ish mahsuloti uchinchi tomon tomonidan etkazib beriladi, shu jumladan sayyora rolikli vint, ramkasiz momentli vosita, moment sensori, kodlovchi, podshipnik va boshqa asosiy qismlar, xarajat taxminan 28% ni tashkil qiladi; epchil qo'l: shu jumladan yadrosiz dvigatel, sayyora vites qutisi, sensor, shar vidasi va boshqalar, xarajatlarning taxminan 7% ni tashkil qiladi; oyoq-qo'l skeleti: mexanik strukturaviy qismlar, xarajatlarning taxminan 13% ni tashkil qiladi. Uchinchi shaxslar tomonidan etkazib beriladigan yig'ilmagan qismlar orasida ramkasiz torkli dvigatellar (14,84%), sayyora rolikli vintlardek (14,84%), garmonik reduktorlar (7,42%), moment sensorlari (7,42%), enkoderlar (4,45%), yadrosiz motorlar ( 3,82% kattaroq ulushga to'g'ri keladi. 2. Gumanoid robotlarning asosiy bo'g'inlarini tahlil qilish
1. Reduktor: Texnik to'siqlar yuqori, ichki almashtirish tezlashadi
Robot reduktorlari asosan ikkita toifaga bo'linadi: RV reduktorlari va garmonik reduktorlar. Harmonik reduktor katta bir bosqichli uzatish nisbati, kichik o'lcham, past massa va yuqori harakat aniqligi afzalliklariga ega. U cheklangan joylarda va o'rtacha radiatsiya sharoitida normal ishlashi mumkin va gumanoid robotlar va boshqalar kabi engil yukning aniq sekinlashuv maydonlari uchun ko'proq mos keladi. Harmonik reduktorlar bilan solishtirganda, RV reduktorlari katta uzatish nisbati diapazoni, nisbatan barqaror aniqlik, yuqori charchoq kuchi va boshqalar, shuningdek, yuqori qattiqlik va momentni tashish qobiliyatining afzalliklariga ega. Ular asosan robot qo'llari va mashina tagliklari kabi og'ir yukli qismlarga mos keladi. .
Harmonik reduktorlarning qiyinchiliklari asosan tish dizayni, materiallar, ishlov berish uskunalari, texnologiya va mustahkamlikda yotadi. Texnik qiyinchiliklarga quyidagilar kiradi: Tish shakli dizayni: Garmonik reduktorning uzatish printsipi ikki vites orasidagi bog'lanish harakati bo'lgani uchun va egiluvchan chiziq doimiy ravishda deformatsiyaga uchraganligi sababli, viteslarning balandligi, kengligi, shakli va boshqa dizaynlari ko'proq ta'sir qiladi. sekinlashuv ko'rsatkichi. Ta'sir qilish. Material: Flexspline doimiy ravishda deformatsiyalanadi va momentni uzatadi, bu materialning mustahkamligi, yuklanishi, aniqligi va charchash muddati uchun katta qiyinchiliklar tug'diradi. Oddiy metallar va qotishmalar talablarga javob berish qiyin. Qayta ishlash uskunalari: Flexspline juda nozik, qalinligi taxminan 100 mkm. Qayta ishlash va kesish talablari yuqori. Yuqori aniqlikdagi CNC maydalagichlar va tishli ishlov berish mashinalari import qilinishi kerak va Yaponiyaning yuqori aniqlikdagi dastgohlari mening mamlakatimda cheklovlarga ega. Qayta ishlash texnologiyasi: Egiluvchan splinelarni qayta ishlash va kesish juda talabchan va ba'zi jarayonlar hali ham xodimlarning tajribasi to'planishiga tayanadi. Mustahkamlik: keng ko'lamli ommaviy ishlab chiqarishda nuqsonli stavkani kamaytirish va mahsulotning mustahkamligini saqlab qolish juda qiyin. Harmonik reduktorlar bilan solishtirganda, RV reduktorlari yanada murakkab tuzilishga ega va ishlov berish aniqligi va texnologiyasi uchun qattiqroq talablarga ega. Texnik qiyinchiliklar xususan: Qayta ishlashning aniqligi: Tuzilishi murakkab. Haqiqiy ish sharoitida RV reduktorini qayta-qayta va to'g'ri joylashtirish kerak, bu susaytirmasdan aniqlikni saqlab turish uchun uzluksiz ishga tushirish va tormozlashga teng. Agar aniqlik past bo'lsa, bu mahsulotning eskirishiga olib keladi. Qayta ishlash texnologiyasi: tish sirtini issiqlik bilan ishlov berish, ishlov berish aniqligi, qismlarning simmetriyasi, guruhlash texnologiyasi va yig'ish aniqligi kabi turli jarayonlarning yaqin hamkorligi. Ushbu jarayonlarning yakuniy yig'ish bardoshliklari mahsulotning aşınmasına va xizmat qilish muddatiga olib keladi. Mustahkamlik: Nozik komponentlar sifatida, bitta mahsulotning yuqori ko'rsatkichlarga erishishi qiyin emas, lekin keng ko'lamli ommaviy ishlab chiqarilgan mahsulotlar uchun standart ko'rsatkichlarga javob berish uchun katta qiyinchilik tug'diradi.
Reduktorlarning import monopoliyasining buzilishi kutilmoqda va ichki o'rnini bosish davom etmoqda. Global robot reduktor bozori yuqori darajada konsentrlangan bo'lib, bozor ulushining katta qismini yapon ishlab chiqaruvchilari egallaydi. 2021 yilda Nabtesco Xitoyning RV reduktor bozorining 53 foizini egalladi va Hamon Naco Xitoyning harmonik reduktor bozorining 35,5 foizini egalladi. Biroq, Xitoy hozirda robotlarning asosiy asosiy texnologiyalaridagi yutuqlarni muhim loyiha sifatida ko'rib chiqdi va mahalliy ishlab chiqaruvchilar reduktorlar, kontrollerlar va servo tizimlar kabi asosiy asosiy komponentlardagi ba'zi muammolarni bartaraf etishdi. Xitoyning RV reduktorlarining eksport hajmi umumiy o'sish tendentsiyasini ko'rsatdi, import hajmi esa odatda pasayish tendentsiyasini ko'rsatdi. RV reduktorlarini lokalizatsiya qilish tendentsiyasi paydo bo'ldi. So'nggi yillarda mahalliy harmonik ishlab chiqaruvchilar asta-sekin quyi oqim mijozlarining ta'minot zanjiriga kirishdi va Xitoy brendlarining bozor ulushi yildan-yilga oshdi. Yaponiyaning Hamonoko kompaniyasi mahsulotlari kabi import qilingan nozik reduktorlarning birlik narxi odatda 3,000 va 4,{7}} yuan orasida. Mahalliy nozik reduktorlarning birlik narxi narxning 30% dan 50% gacha, bu esa narx afzalligiga ega.
2. Qo'rg'oshin vinti: Texnik to'siqlar juda yuqori va mahalliy almashtirish uchun juda ko'p joy mavjud.
Vint aylanish harakatini chiziqli harakatga aylantirish yoki chiziqli harakatni aylanma harakatga aylantirish uchun ideal mahsulotdir. Umumiy vintli mahsulotlarga toymasin vintlardek, sharli vintlardek, sayyora vintlardek vintlardek kiradi. Bilyali vintlar sanoat nozik mashinalarida tez-tez ishlatiladigan uzatish elementidir. Uning asosiy tuzilishi uchta qismni o'z ichiga oladi: sharli vint, sharli gayka va to'p. Asosiy uzatish printsipi aylanish harakatini chiziqli harakatga aylantirish va toymasin ishqalanishni dumaloq ishqalanishga aylantirishdir. Vida gaykaga nisbatan aylanganda, vintning aylanadigan yuzasi gaykani to'plarning tsiklik aylanishi orqali eksenel harakat qilish uchun itarib, aylanishni chiziqli harakatga aylantiradi; to'plarning dumalab ketishi vint va gayka o'rtasidagi toymasin ishqalanishning sharlar, vint va gayka o'rtasidagi sirpanish ishqalanishiga o'zgarishiga olib keladi. Ularning orasidagi dumaloq ishqalanish siljish jarayoniga aylanadi, bu esa uzatish samaradorligini sezilarli darajada oshiradi. Planet rolikli vintlardek kuchli keng qamrovli ishlash va keng qo'llash istiqbollariga ega bo'lgan yangi avlod tishli vintlarning yuqori aniqlikdagi filiali hisoblanadi. Sayyoraviy rolikli vintlar to'rli roliklar orqali chiziqli kontaktli dumaloq ishqalanish hosil qiladi, bu esa vintni uzatish jarayonida kontakt yuzasi va kuchlanish yuzasini sezilarli darajada oshiradi. Aniq uzatish uchun ishlatiladigan oldingi ball vintlari bilan solishtirganda, uzatish samaradorligi sezilarli darajada yo'qolmaydi. Shu bilan birga, u yuqori tezlik, yuqori yuk, yuqori qattiqlik, yuqori diapazonli qo'rg'oshin, kichikroq o'lcham, past shovqin va oson parvarishlash va demontaj qilish xususiyatlariga ega. U aerokosmik, qurol va jihozlar va yadro energetikasi kabi global yuqori aniqlikdagi sohalarda qo'llanilgan. Bundan tashqari, dastgohlar, avtomobil ABS tizimlari va neft-kimyo sanoati kabi fuqarolik stsenariylarida keng qo'llanilishi kerak.
Bilyali vint: sharli vint 1874 yilda ixtiro qilingan. 1930-yillarda Amerika Qo'shma Shtatlarining General Motors kompaniyasi birinchi bo'lib avtomobillarni boshqarish moslamalarida shar vintli komponentlarni qo'llagan. 1940-yillarda vida juftlari birinchi marta CNC dastgohlarida ishlatilgan. , va CNC tezgahlar uchun ideal besleme elementiga aylandi; dastgohlar va avtomatlashtirish uskunalarini ishlab chiqish bilan vida juftlarini tadqiq qilish va ishlab chiqarish rag'batlantirildi. 1950-yillarda ko'plab vida ishlab chiqaruvchilari sanoat rivojlangan mamlakatlarda paydo bo'la boshladilar, masalan, Britaniya ROTAX , Yaponiya NSK va boshqalar. Mamlakatimizda CNC tezgahlar uchun vida juftlarini ishlab chiqish 1950-yillarda boshlangan. 1964 yilda mening mamlakatim o'z-o'zidan sharli vintlar juftlarining birinchi to'plamini ishlab chiqdi va ishlab chiqdi. Mamlakat 2009 yilda tegishli loyihalarni boshlaganidan beri Hanjiang Machine Tool va Shandong Bote Seiko va boshqalar kabi mahalliy kompaniyalar ko'plab ajoyib natijalarga erishdilar, ammo hozirgi vaqtda mening mamlakatim jahonning ilg'or kompaniyalari bilan solishtirganda yuqori samarali mahsulotlarni yaxshilash uchun joy mavjud. . Ichki bozorda o'rta va yuqori darajali vida bozorini asosan THK kabi nemis va yapon kompaniyalari egallaydi, NSK va Rexroth kabi xalqaro kompaniyalar yuqori darajadagi bozorda bozor ulushining 90 foizini egallashi mumkin. , materik Xitoy kompaniyalari asosan o'rta darajadagi bozorda faol bo'lib, bozor ulushining taxminan 30% ni tashkil qiladi. Buning asosiy sababi shundaki, mamlakatimiz korxonalari miqyosi jihatidan kichik bo‘lib, kech boshlangan, mahsulot sifati bo‘yicha yuqori aniqlikka erisha olmayapti.
Planetar rolikli vint: 1942 yilda shved Karl Bruno Strandgren birinchi marta aylanma sayyora vintiga patent olish uchun ariza berdi. 1954 yilda u standart va teskari sayyora rolikli vint uchun patent olish uchun ariza berdi. 1986 yilda Uilyam J. Roantri differensial sayyora rolikli vintni ixtiro qildi, keyin Oliver Saari rulmanli halqali sayyora vintini ixtiro qildi. 1970 yilda Shveytsariyaning Rollvis kompaniyasi sayyora rolikli vintlarni ishlab chiqa boshladi. Shvetsiyaning SKF kompaniyasi planetar rolikli vintlarni ham ishlab chiqdi. Qo'shma Shtatlardagi Moog, Germaniyadagi Ortlieb va Buyuk Britaniyadagi Power Jacks o'zlarining etuk sayyora rolikli vintlariga ega. Mahsulotlar; Amerika Qo'shma Shtatlarining Exlar va Germaniyaning Rexroth kompaniyalari o'zlarining elektromexanik aktuatorlarida sayyora rolikli vintlarni ishlatadilar. 2022 yilda Yaponiya va Yevropa rolikli vintlar kompaniyalari Xitoy bozorining 90 foizini egallaydi. Guanyan Report Network ma'lumotlariga ko'ra, 2022 yilda mening mamlakatimning sayyoraviy vintlar bozorida eng yaxshi to'rtta ishlab chiqaruvchi Rollvis (Shveytsariya), GSA (Shveytsariya), Ewellix (Shvetsiya) va Rexroth (Germaniya) bo'lib, bozor ulushi 27% ni tashkil qiladi. , 26%, 13%, 12%. Xitoy korxonalari ushbu sohada kech boshlanganligi sababli ularning raqobatbardoshligi sanoat rivojlangan xorijiy mamlakatlardagi korxonalardan ancha orqada.