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實力不允許我低調
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伺服电机的重要性就不用说了,他主要是整台机器人的输入和输出装置。
你手术机器人机械手臂必须要平稳,必须要达到你想要的速度,才能达到最佳效果。
而这就要看你机器人上装配的伺服电机的功力了。
一般来讲,在伺服电机这一块,还是国外做的比较好,其中做的最好的,当然是日本人,尤其是日本的电装。
他们生产的机器人,可是专门供给丰田,和本田这样的企业的。
而且还有很多是专门供给三菱的军工部门的。
而三菱的伺服电机,和大畏重工的伺服电机,其实说起质量也一点不差,因为这两家的机床都很强。
日本的很多军工设备,都是这两家工厂生产的,就比如他们的军舰,潜艇,还有心神……
不过手术机器人上面使用的伺服电机,和普通工业机床上使用的伺服电机的要求还是有多不同的。
工业机床上面使用的伺服电机,因为需求和手术机器人的不一样,所以设定自然也是不一样的。
因为工业机床,经常需要高速切削,所以他们对伺服电机的功率要求非常大,而且对于减速的功能也要求非常强大。
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但手术机器人所需要的伺服电机就完全是另外一回事了,手术机器人驱动机械臂的速度,并不要求太快。
而唯一的要求就是稳,和精确,所以这就要在控制软件,以及滤震除颤系统上下功夫。
所以对于伺服电机的要求,并不是特别强,只要功率输出稳定,寿命长,并且无杂波就可以。
而说实话,即便是如此低的要求,国内的厂家生产的伺服电机也一样不让人放心。
因为在输出的平顺性方面,咱们还是和国外的产品有差距。
其实要说设计理念,咱们也不是不懂,可说到差距,说一千道一万,还是差在了最基础的材料上。
人家伺服电机内部用的定子,全都是采用特殊稀土材料冶炼而成,这样就保证了他们电机输出的稳定性,和寿命,以及精度。
所以人家的伺服电机才能做到功率输出稳定,不会出现卡滞,或者动力输出突然中断的情况。
而咱们国产的伺服电机……那可真是让人一言难尽,但凡要是有去过一线工厂,实地考察过的人,就都知道是什么个情况。
在这里就不能过多的吐槽赘述了,因为说的过多,容易有四零四的风险。
所以对于手术机器人而言,需要的并不是最顶级的伺服电机,只要普通级别的伺服电机,只要能够保证动力输出无卡滞,平稳就足够了。
就比如目前市面上最牛的米国出产的达芬奇手术机器人,全身上下就一共装了三十多个伺服电机。
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而他们的电机,用的就都是瑞士马克森的电机。
不算什么高档货,但也是值得信赖的大品牌,所以这倒也方便了黄海滨。
如果他像搞来马克森的电机,这倒是比搞日本电装或者是德国博世的电机,要简单的多。
毕竟那两家,对咱们可一直有着很深的戒心……
毕竟现在国际上对咱们的态度比较特殊,尤其是西方国家,在很多敏感领域,对咱们技术输出时都会有诸多的限制。
像伺服电机这种设备,就属于比较敏感的设备。
因为这种设备,如果用在机床上,那肯定会让很多人免不了要浮想联翩了。
但是如果进口这种比较普通的伺服电机,一看就是民用级别的,那些拿着放大镜挑毛病的人也就说不出什么来了。
在接下来就要说这手术机器人的机械臂了,而这也是这台机器人和传统的机器人最不一样的地方。
以前传统的工业机器人,在控制机械臂的时候,大多使用的都是滚珠丝杠轴承。
滚租四缸轴承控制着机械臂前进,后退,并且前进后退的精度,也都有滚珠丝杠轴承来控制。
所以可以说,滚租丝杠轴承,就是一台工业机床的灵魂。
也是工业机床精度之所在。
而滚珠丝杠轴承,也一直是我们国家的一个痛点弱项。
就拿工业机器人举例,机械手臂在加工零部件的时候,对零件的精度要控制在零点几丝之内,靠的可全都是这滚珠丝杠轴承。
因为正是他控制了机械手臂的前进深度,角度,以及力度,就决定了这个工件的加工精度。
而这就对控制机械臂的滚卒丝杠轴承的要求,大大的提高了。
别看咱们可以做出巨型电力风车的轴承来,可是如果说这种小型号的轴承,咱们还真是不行。
而说道这轴承上,咱们和国外的差距,那完全就是两方面的。
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第一就是加工精度。
大家可以在网上看到很多德国轴承的视频,人家的轴承,在没有加润滑油的情况下,只要组装上就可以使用。
而且你只要给他一个力,他甚至能坚持转动一分钟左右。
这说明什么?这说明人家的加工精度高,轴承在自转的过程中,自身的能量损耗非常小,而另外一方面,就是人家的打磨水平高。
把工件表面处理的极度光滑,所以哪怕没有上润滑油,人家的工件自转阻力都特别小。
然后你再换上国产的轴承试试。
哪怕规格大小,形状都是一样的轴承,同样的力度,人家的轴承能自转一分钟,而咱们的轴承能坚持半分钟就不错了。
这里面首先体现的就是加工精度的差距,哪怕咱们只比人家的精度少了肉眼可见的几个丝,可工件的实际工作效果都会差很多。
还有其次就是材料了。
人家使用的滚珠都是特殊合金钢制程的滚珠,能够在高温高压的环境里,工作N长时间,也不会发生形变。
你在看看咱们的滚珠,同样号称是特殊合金钢,可是放到同样的工况里。
德国的滚珠,可以工作十年,只要定期保养都不会坏,也不需要更换。
可咱们国产的滚珠,基本半年就报废,不是形变,就是有裂痕,更狠的干脆直接就碎了。
这么说可一点都不夸张,只要到各种工厂实地一线考察过的人,就都知道这绝对不是危言耸听。
而且如果在高端轴承这一块,可以说国外对咱们一直是进行封锁的。
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想要从德国或者日本引进那种高端轴承,可是相当费钱的。
最可恨的是,哪怕你很有钱,他们也不一定会卖给你。
万幸的是,在手术机器人这一块,当初米国的那帮设计人员,就很巧妙的避开了这个问题。
其实这也主要是和手术机器人的特性有关。
说起手术机器人,我们可能很难想象这玩意,其实就是脱胎于工业机器人的设备。
而所谓的工业机器人,其实最早的工业机器人就是机床。
上世纪50年代之前,工厂里的机床都是一代产品,就是单一性能的产品,比如车床,铣床,磨床等等。
再后来,到了五十年代末期,米国人就把这些有着不同性能的机床组装到了一起,于是就有了第一代集合了车,销,镗,铣,磨等五种功能的第一代工业机床。
在之后就是因为电子科学的***,于是到上世纪八九十年代的时候,德国人和日本人,就把这种现代化的工业机床给发扬光大,并且做到了极致。
而当时这种五轴联动机床,就有了一个美丽的名字,叫做现代加工中心。
其实这就是第一代的工业机器人,只不过外形和我们认知里那种有着脑袋和机械手的机器人并不太一样。
但机器人该有的功能他都有。
就比如他加工单位里的夹具,和加工刀具,其实就是我们认知的机器人的机械臂。
而他们的数控面板,就是他们的大脑。
而在这第一代机床之后,欧美的大公司,又开发出了流水线机器人。
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而这种流水线机器人,主要应用在汽车工业上,主要就是给汽车的白车身进行焊接等工作。
而这一代的机器人,就和我们认知的机器人比较像了。
虽然同样没没有脑袋,但却有着尝尝的机械手臂,一边可以固定车身,并且把车身按照程序设定的角度来回翻转。
另外一条机械臂,则手持焊枪,可以不断以各种角度钻入到车身内部,在车上上完成焊接。
而这两代工业机器人的控制,都离不开滚珠丝杠轴承。
甚至可以说,他们的工作时候的加工精度,就都是由伺服电机,和滚租四缸轴承来控制的。
而说起这手术机器人,虽然也是脱胎于工业机器人,但在是否使用滚租四缸轴承这一块,当初的设计者就犯难了。
因为手术机器人工作的工况,和那些工业机器人可太不一样了。
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如果在这样的机器人身上,装滚珠丝杠轴承,一来是成本太高,二来也是会大大的增加设备的体积。
而这就违背了设计者的初衷了,而且滚珠丝杠轴承,对工作的环境要求可是非常高的。
这就和手术机器人的设计理念不相符了……


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