Principi di funzionamento dei moduli chiave nei robot umanoidi

Il principio di funzionamento dei moduli chiave nei robot umanoidi ruota attorno al funzionamento collaborativo del sistema a circuito chiuso-di "percezione-decisione-esecuzione".

 

Modulo congiunto (nucleo dell'esecuzione)
Il modulo articolare è il fondamento del movimento del robot, equivalente ai muscoli e alle ossa umane, ed è composto principalmente dai seguenti componenti:

 

Servomotore: fornisce potenza, richiedendo un'elevata velocità di risposta e un'elevata densità di coppia (ad esempio, la coppia di picco del ginocchio può raggiungere 150 N·m).

Riduttore (come azionamento armonico, azionamento cicloidale): converte l'alta velocità del motore in bassa velocità e coppia elevata richiesta dal giunto garantendo al contempo precisione (gioco<1 arcminute).

Codificatore: feedback in tempo reale-degli angoli e delle velocità dei giunti, utilizzato per il controllo-a circuito chiuso.

Sensore di forza/coppia (in alcuni-giunti di fascia alta): monitora la forza in uscita per ottenere un controllo preciso della forza.

Innovazioni tecnologiche tipiche: i moduli con giunto cicloidale (come Hechuan) combinano alta precisione con elevata capacità di carico; i giunti-sviluppati (come Xingshi Era l7) raggiungono una coppia massima di 400 N·m, supportando movimenti altamente-dinamici come i balli di strada.

 

Modulo di percezione (rilevamento ambientale e di stato)
Il sistema di percezione simula i sensi umani, catturando informazioni interne ed esterne in tempo reale:

 

Sensori visivi (fotocamere + telecamere di profondità): riconoscono oggetti e costruiscono mappe 3D (combinate con algoritmi SLAM).

IMU (Unità di Misura Inerziale): Composto da accelerometri, giroscopi e magnetometri, monitora la postura e l'equilibrio in tempo reale.

Sensori tattili/di forza: installati nelle mani e nelle piante dei piedi per rilevare la forza di contatto e l'attrito (ad esempio, per evitare di rompere una tazza durante la presa).

Codificatori congiunti: forniscono feedback sulle posizioni congiunte per garantire la precisione dell'azione.

Tendenza: a partire dal 2026, le mani abili generalmente integrano sensori tattili di tipo array-(pelle elettronica) per migliorare le capacità di manipolazione fine.