人形機(jī)器人“好用”的關(guān)鍵 特斯拉Optimus22自由度靈巧手方案解析

人體結(jié)構(gòu)是最適應(yīng)現(xiàn)代文明的進(jìn)化形態(tài)，同理，“人造人”是最貼近人類日常生產(chǎn)生活需求的機(jī)器人形態(tài)。將自動(dòng)化生產(chǎn)線轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝灾圃燔囬g，需要尋求智能的解決方案，而這種解決方案可以由靈巧手和人形機(jī)器人來(lái)締造，并且有機(jī)器學(xué)習(xí) 和類腦智能技術(shù)的加持，數(shù)字化的日常生活都能成為人形機(jī)器人的學(xué)習(xí)資料，智能性將持續(xù)深化�？梢宰寵C(jī)器人像人一樣使用工具的靈巧手，是提升機(jī)器人柔性操作能力的關(guān)鍵部件，是柔性制造避不開(kāi)的一環(huán)。

特斯拉OptimusGen3 靈巧手有三大變化，三大變化均指向絲杠用量提升

我們推測(cè)，特斯拉下一代靈巧手方案是N自由度、N 腱繩、N 執(zhí)行器方案。根據(jù)10月10日特斯拉在發(fā)布會(huì)上的演示視頻，特 斯拉新一代靈巧手采用腱繩驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式，肌腱的一端固定在指尖(骨骼)中，另一端連接到執(zhí)行器(肌肉)。目 前Opimus 靈巧手自由度為22個(gè)，已與人手處于相當(dāng)水平。我們推測(cè)，特斯拉手部執(zhí)行器數(shù)量在17/22個(gè)。

驅(qū)動(dòng)器外置帶來(lái)自由度提升：驅(qū)動(dòng)器后置集成在手臂上可以放入更多的驅(qū)動(dòng)器，直接增加靈巧手的自由度；

采用絲杠替代蝸桿：二者作用均是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本�運(yùn)動(dòng)，采用絲杠能有效提升靈巧手的精度和載荷能力，提高傳 動(dòng)效率；

采用腱繩替代扭力彈簧：上一代機(jī)器人手指伸展主要依靠扭力彈簧復(fù)原，但現(xiàn)在采用一根單獨(dú)的腱繩完成伸展，靈活性 進(jìn)一步提高。

靈巧手工程量占據(jù)Optimus工程量的50%。靈巧手作為機(jī)器人上最重要的末端執(zhí)行器，我們認(rèn)為其設(shè)計(jì)和構(gòu)造必然會(huì)隨著 機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景改變而改變�，F(xiàn)階段仍然沒(méi)有辦法打造出同時(shí)具備低成本、長(zhǎng)壽命、高精細(xì)化的靈巧手。這一代22自由 度的Optimus靈巧手已經(jīng)在自由度上接近人手，但腱繩結(jié)構(gòu)還是存在一定程度上的不足。在實(shí)際應(yīng)用中出于實(shí)用性和成本 考慮，靈巧手必然、會(huì)迭代出多個(gè)版本，使得不同場(chǎng)景中的機(jī)器人可以靈活搭配上不同靈巧手來(lái)完成相對(duì)確定場(chǎng)景中的工 作 。應(yīng)用場(chǎng)景特性不同，采購(gòu)不同版本的靈巧手的成本會(huì)低于采購(gòu)不同版本的機(jī)器人，靈巧手是機(jī)器人走向“好用”的關(guān) 鍵。

靈巧手關(guān)鍵零部件解析

靈巧手價(jià)值量最高的三個(gè)部件即絲杠、電機(jī)、減速器，推薦標(biāo)的包括：

1)絲杠：雙林股份、貝斯特、北特科技、五洲新春；

2)空心杯電機(jī)和減速器：鳴志電器、兆威機(jī)電、雷賽智能；

3 ) 總 成 ：捷昌驅(qū)動(dòng)、兆威機(jī)電。

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