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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】機(jī)器人如何才能行動(dòng)起來(lái)？這需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)給予支持，當(dāng)前已有的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在不小缺陷，未來(lái)需要從技術(shù)、材料和理念等多方面進(jìn)行突破。
機(jī)器人驅(qū)動(dòng)迎來(lái)革新 未來(lái)發(fā)展需遵循三點(diǎn)趨勢(shì)
近年來(lái)，隨著各行各業(yè)自動(dòng)化需求的不斷釋放，機(jī)器人獲得了越來(lái)越多的廣泛應(yīng)用，而在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域中，我們能發(fā)現(xiàn)具備行動(dòng)能力的機(jī)器人明顯偏多。不管是工業(yè)領(lǐng)域的AGV，物流領(lǐng)域的配送機(jī)器人，家居領(lǐng)域的掃地機(jī)器人，還是科研領(lǐng)域的水下機(jī)器人，都通過(guò)不同的驅(qū)動(dòng)技術(shù)獲得了獨(dú)特的行動(dòng)力。
似乎對(duì)于大部分領(lǐng)域的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，具備行動(dòng)力已經(jīng)成了一項(xiàng)基礎(chǔ)功能，但其實(shí)，要真正實(shí)現(xiàn)卻并不簡(jiǎn)單。機(jī)器人行動(dòng)能力的實(shí)現(xiàn)不僅受到應(yīng)用環(huán)境、機(jī)器人體積和機(jī)器人材料的影響，還受到驅(qū)動(dòng)技術(shù)、驅(qū)動(dòng)材料和驅(qū)動(dòng)方式的制約。因此，說(shuō)行動(dòng)功能是一項(xiàng)核心功能也不為過(guò)。
而在上述所有的影響因素之中，為關(guān)鍵的無(wú)疑還得是機(jī)器人驅(qū)動(dòng)要素，說(shuō)一千道一萬(wàn)，只有具備了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)器人，才能真正擁有移動(dòng)的能力。
國(guó)內(nèi)外機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式發(fā)展現(xiàn)狀
目前，國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)初步形成了一定的共識(shí)，在動(dòng)力源方面無(wú)外乎液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)三種，在驅(qū)動(dòng)材料選擇上電、磁、油、汽等選擇居多，在驅(qū)動(dòng)位置上大型機(jī)器人偏向于內(nèi)部驅(qū)動(dòng)，微型和特殊機(jī)器人更多選擇外部驅(qū)動(dòng)。
現(xiàn)有的三種驅(qū)動(dòng)方式適用于從工業(yè)領(lǐng)域到服務(wù)領(lǐng)域的大部分機(jī)器人，基本能滿足人們的日常生產(chǎn)生活需求。但較為顯著的不足是，三大驅(qū)動(dòng)的覆蓋面還不夠徹底，對(duì)于微型機(jī)器人、軟體機(jī)器人等特殊機(jī)器人或新型機(jī)器人，無(wú)法滿足正常驅(qū)動(dòng)需求，同時(shí)三大驅(qū)動(dòng)自身還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)不夠完善、動(dòng)力不夠、成本較高等諸多缺點(diǎn)。
鑒于此，眼下各國(guó)都在致力于找到更多的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式，來(lái)對(duì)已有的方式進(jìn)行彌補(bǔ)和豐富，希望通過(guò)新型驅(qū)動(dòng)方式的探索，一方面推動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)的突破，另一方面讓特殊機(jī)器人和新型機(jī)器人能夠具備行動(dòng)力，早日在各自領(lǐng)域獲得落地。
新型機(jī)器人誕生帶來(lái)驅(qū)動(dòng)新啟示
如今，這樣的探索已經(jīng)顯現(xiàn)出了價(jià)值，在近日中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)與澳大利亞伍倫貢大學(xué)、蘇州大學(xué)共同組成的研究團(tuán)隊(duì)所推出的新型機(jī)器人研究中，就帶來(lái)了關(guān)于新驅(qū)動(dòng)方式的重要啟示。
據(jù)了解，本次聯(lián)合研究組研發(fā)的新產(chǎn)品，是國(guó)內(nèi)首款金屬液壓驅(qū)動(dòng)的功能性輪式機(jī)器人，其將機(jī)器人設(shè)計(jì)成輪式結(jié)構(gòu)，用鎵基室溫液態(tài)金屬作為驅(qū)動(dòng)材料和動(dòng)力源，利用鎵基室溫液態(tài)金屬獨(dú)具的形態(tài)變化屬性，通過(guò)微型電極施加外部電場(chǎng)讓該液態(tài)金屬實(shí)現(xiàn)變形、分離、移動(dòng)和融合等多種變化，終驅(qū)動(dòng)輪式機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)。
目前，聯(lián)合研究組已經(jīng)將該技術(shù)應(yīng)用到微型小車(chē)之上，將液態(tài)金屬液滴作為柔性輪進(jìn)行承載和驅(qū)動(dòng)，成功實(shí)現(xiàn)了小車(chē)在平面上的自主運(yùn)動(dòng)，且全程無(wú)任何機(jī)械傳動(dòng)。未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該驅(qū)動(dòng)技術(shù)有望用于微型機(jī)器人之上，在醫(yī)療健康領(lǐng)域獲得有效落地。
在如今各種醫(yī)療、特殊作業(yè)和軍事需求不斷增多，納米機(jī)器人、微型管道機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)技術(shù)又苦于無(wú)法突破的情況下，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，此項(xiàng)新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)，能夠?qū)鹘y(tǒng)的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式帶來(lái)改變，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大以及驅(qū)動(dòng)能效低等不足，促進(jìn)未來(lái)微小機(jī)器人及特種機(jī)器人系統(tǒng)的快速發(fā)展。
未來(lái)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式的發(fā)展趨勢(shì)
那么，針對(duì)未來(lái)機(jī)器人微型化、集成化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，驅(qū)動(dòng)方式又將會(huì)迎來(lái)哪些新的變化和特點(diǎn)呢？筆者認(rèn)為主要有以下三點(diǎn)。
首先是材料多樣化。驅(qū)動(dòng)方式的革新不僅取決于驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，還與動(dòng)力源的材料屬性密不可分，當(dāng)前的動(dòng)力源材料還比較單一，比如用于發(fā)電的金屬就那么幾種，未來(lái)對(duì)于新材料的探索，將大大豐富對(duì)動(dòng)力源的選擇。不同機(jī)器人可以根據(jù)不同應(yīng)用和特點(diǎn)選擇更加適用的動(dòng)力源，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)能效的滿足，還能做到成本優(yōu)化。
其次是節(jié)能環(huán)?；?。傳統(tǒng)的動(dòng)力源材料從煤炭、水蒸氣、石油到電力、太陽(yáng)能、天然氣等的變化，已經(jīng)初步體現(xiàn)出了一種節(jié)能環(huán)保的趨勢(shì)，未來(lái)隨著我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)節(jié)能環(huán)保要求的相應(yīng)提升，驅(qū)動(dòng)方式將不再僅僅滿足提效降本的生產(chǎn)需求，還需滿足降耗減排的環(huán)保需求。此外，隨著醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的大肆發(fā)展，健康意識(shí)的不斷增強(qiáng)，出于安全健康考慮驅(qū)動(dòng)方式的綠色安全屬性也將迎來(lái)提升。
后是驅(qū)動(dòng)智能化。伴隨著機(jī)器人智能化需求的提出，未來(lái)機(jī)器人將由人工操作驅(qū)動(dòng)、半自動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆灾鞯闹悄茯?qū)動(dòng)，這一方面需要驅(qū)動(dòng)技術(shù)的日漸完善，另一方面可能也需要通過(guò)發(fā)展傳感器、人工智能等技術(shù)，對(duì)它們進(jìn)行一定的依賴。
總而言之，未來(lái)的驅(qū)動(dòng)方式肯定不是一成不變的，但改變和革新需要新技術(shù)、新材料和新理念的支撐，如今液態(tài)金屬驅(qū)動(dòng)已經(jīng)吹起了對(duì)于新型驅(qū)動(dòng)方式的探索號(hào)角，筆者相信在越來(lái)越多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的共同努力下，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)終將迎來(lái)質(zhì)的突破。
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