灵巧手传动技术迭代更新

2025年11月03日 关键词 灵巧手 自由度 触觉感知 电机 传动 行星滚珠丝杠 键绳 混合驱动 涡轮蜗杆 碰撞 扭矩密度 行星齿轮箱 四杠 成本 主动自由度 电容 视触觉 全文摘要 本次讨论集中于机器人灵巧手技术的迭代升级，核心关注自由度与触觉感知两大指标。在自由度提升方面，分析了电机选型（包括内置空心杯电机与外置无刷电机）及传动方案（一级与二级传动，如谐波行星和涡轮蜗杆），指出特斯拉三代机器人正探索混合驱动以增强扭矩密度与负载能力。触觉感知技术被视为提升灵巧手执行复杂任务的关键，探讨了当前技术状态及未来发展趋势。整体而言，讨论强调了自由度增加、传动方案优化及触觉感知技术进步的重要性，并推荐了相关企业作为行业标杆。 章节速览 灵巧手技术迭代：自由度与传动方案的最新进展 讨论了机器人灵巧手在自由度和触觉感知方面的技术迭代，重点分析了电机内置与外置方案的优劣，以及一级和二级传动方案的应用，特别是特斯拉三代机器人采用的行星滚珠丝杠加键绳混合驱动方式，展现了传动技术的最新发展方向。 特斯拉机器人传动方案升级：从涡轮蜗杆到行星齿轮箱 对话详细分析了特斯拉机器人传动方案的迭代历程，从初代的电机加涡轮蜗杆方案，到三代的行星齿轮箱加四杠混合驱动方案。涡轮蜗杆方案存在反区动作限制和碰撞易损问题，而新型方案不仅提升了扭矩密度，还解决了反曲问题，使手部动作更灵活，更接近人类运动轨迹，同时延长了设备使用寿命。三代方案预计实现20个主动自由度，显著提升机器人性能。 机器人灵巧手自由度与触觉感知技术发展 讨论了机器人灵巧手自由度提升对成本的影响及触觉感知技术的重要性。指出16至17个主动自由度在工业场景中已足够，而触觉感知是实现复杂环境操作的关键。当前触觉感知技术包括电阻、电容和视触觉方案，其中视触觉技术虽昂贵但效果接近人类水平。 特斯拉触觉技术迭代与成本分析 特斯拉的触觉传感器技术正从粗糙方案向高精度发展，覆盖范围从指尖延伸至手掌乃至更多部位，成本随技术升级而增加，目标为提高自由度与传动效率，探索更轻量化、高扭矩输出的传动方式。 核心推荐标的分析与技术迭代展望 会议分享了零销售、执行器与电器、减速器、传感器等领域的核心推荐标的，包括张维机电、云计电器、中大力德等公司，并展望了技术迭代方向，邀请深入交流，感谢参与。 问答 发言人问：灵巧手技术迭代中主要关注的硬件指标是什么？灵巧手自由度层面的技术更新主要体现在哪些方面？ 发言人答：灵巧手在硬件层面主要关注两个核心指标，一个是自由度，另一个是触觉感知功能。自由度决定了灵巧手能完成的工作种类和灵巧程度；触觉感知则是作为输入信息的重要环节，目前在自由度和触觉感知方面尚未实现最终的技术收敛。在自由度层面，灵巧手通过电机加传动来实现，电机可以选择内置在手部或外置于手臂上。内置一般采用空心杯电机，而外置可以采用更轻量化设计，并提供更多样化的电机选择，如无刷电机，成本比空心杯电机低50%以上。 发言人问：传动方案在灵巧手发展中经历了哪些变化？触觉感知在灵巧手技术迭代中的重要性及其现状如何？ 发言人答：传动方案经历了从一级传动（如谐波行星、涡轮蜗杆）到二级传动（包括减速装置、连杆等部件）的发展过程。特斯拉一代采用电机加涡轮蜗杆及健身方式，二代和二代半沿用类似方案，但三代已明确转向行星齿轮箱、剑神和四杠的混合驱动方案。触觉感知对于灵巧手至关重要，因为其能获取与外部环境直接接触的物理信息，以便在复杂多变的工作环境中做出适应性操作。目前，触觉感知技术的迭代相对滞后于自由度技术，特斯拉在二代产品上初步应用了压阻测试传感器，预计三代产品将持续在此基础上，可能采用更高精度的电阻电容或其它触觉感知方案，如电极触觉、视触觉等。 发言人 问：为什么特斯拉三代选择将传动方案升级为行星齿轮箱、剑神和四杠组合？ 发言人答：这种改变的核心原因在于解决涡轮蜗杆方案存在的缺陷，比如无法实现对手部反曲动作的支持，易因碰撞触发错误提示导致训练效率降低，以及冲击力直接传导至核心部件造成不可逆损坏。新方案能提供更高的扭矩密度、更灵活的动作及更优的冲击力传导路径，从而提升设备负载能力、使用寿命和主动自由度。 发言人 问：自由度提升对成本的影响及行业现状如何？ 发言人答：自由度的提升显著带动了成本上升，尤其是在电机数量需求上的增加。目前工业场景中常见的主动自由度数量为16到17个，但也存在减配版本只需五六主动自由度应对简单任务的情况。而更高水平的机器人可能拥有20至25个主动自由度，这已经接近该领域的技术天花板。 发言人 问：触觉技术中，触觉感知技术的实现方式有哪些不同？ 发言人答：触觉感知技术主要有两种不同的实现方式。一种是基于电的变化，通过力的变化引起电容、电阻或电压值的变化来进行拟合；另一种则是视错觉技术，它直接在进行图像算法处理，其单位面积内的触点布局密度远高于基于电的方案，可实现接近人类感知水平的触觉体验。 发言人 问：视错觉技术在成本上处于什么状态？ 发言人答：视错觉技术目前的成本较高，单个小指尖的价格可能要达到五千甚至更高，相比之下，目前更倾向于使用成熟且成本较低的电阻或电容方案。 发言人 问：特斯拉在触觉传感器方面采用的情况如何？ 发言人 答：特斯拉二代车型采用了压阻传感器，主要供应商为海外企业，如Interlink Takes Game。在第三代车型中，可能会继续沿用压阻传感器并考虑采用电容方案，同时会有中国厂商如汉阳科技、瑞银电子等参与其中，目前主要以电阻方案为主。 发言人 问：触觉技术的发展趋势是什么？ 发言人答：触觉技术的发展趋势包括技术迭代和使用数量提升。未来会从粗糙方案向精细化方案过渡，并且应用范围将从指尖扩展至指节、手掌等更多部位，数量上也将持续增加。 发言人 问：特斯拉零销售三代的成本大概在什么范围？ 发言人 答：特斯拉零销售三代的成本大约在3.5万到4万之间，核心包括电机（占比大，约20个电机）、行星齿轮箱加4杠、触觉传感器等部件。若加上触觉，整体成本可能会升至四五万左右。 发言人 问：零销售技术后续的发展重点是什么？ 发言人答：后续零销售技术的发展重点有两个方向：一是追求更高自由度，目前头部玩家已达到20到25个自由度，提升空间有限；二是探索更轻量化传动方式，提高扭矩输出比和负载能力，比如混合驱动方案的四杠行星齿轮和健身系统。 发言人 问：针对零销售领域有哪些推荐标的？ 发言人答：核心推荐执行器和电器标的有张维机电、云计电器、结仓驱动等；减速器标的如中大力德、瑞移植区等；四杠相关标的如贝斯特；传感器标的如汉威科技、易世测试、覆盖新材科技、传感安培龙等。