可變形外觀設(shè)計的機器人能夠根據(jù)不同的場景和任務(wù)需求改變自身的形態(tài),具有更強的適應(yīng)性和多功能性。例如一些救援機器人,在狹窄的空間中可以變形為小巧的形態(tài),便于穿梭;在開闊的場地則可以展開成更大的形態(tài),提高工作效率。可變形設(shè)計需要巧妙地運用機械結(jié)構(gòu)和傳動裝置,實現(xiàn)機器人形態(tài)的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。在外觀設(shè)計上,要考慮到不同形態(tài)下機器人的穩(wěn)定性和美觀性,同時還要確保變形過程的流暢性和可靠性,避免出現(xiàn)卡頓或故障。
服務(wù)機器人廣泛應(yīng)用于酒店、餐廳、商場等場所,其外觀設(shè)計風格要與使用場景相融合,同時具備友好、親切的特點。常見的服務(wù)機器人外觀設(shè)計風格有簡約現(xiàn)代風、溫馨家居風等。簡約現(xiàn)代風的服務(wù)機器人通常采用簡潔的線條和流暢的造型,搭配金屬或塑料材質(zhì),展現(xiàn)出時尚、的形象,適合用于高端酒店、寫字樓等場所。溫馨家居風的服務(wù)機器人則更注重營造出溫暖、舒適的氛圍,采用木質(zhì)材料或柔和的色彩,給人一種家的感覺,常用于家庭服務(wù)和一些溫馨的商業(yè)場所。此外,服務(wù)機器人的外觀設(shè)計還要考慮到其移動性和操作便利性,確保機器人能夠在不同的環(huán)境中靈活移動和工作。
傳動結(jié)構(gòu)的作用是將動力源的動力傳遞到機器人的各個運動部件,實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換和運動的傳遞。常見的傳動方式有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和絲桿傳動等。齒輪傳動具有傳動效率高、精度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,常用于機器人的關(guān)節(jié)傳動,能實現(xiàn)較大的傳動比和的運動控制。帶傳動則具有傳動平穩(wěn)、噪聲小、能緩沖吸振等特點,常用于對運動平穩(wěn)性要求較高的場合,如機器人的同步帶傳動,可實現(xiàn)電機與執(zhí)行部件之間的遠距離傳動。鏈傳動適用于較大中心距、低速重載的場合,如一些大型搬運機器人的鏈條傳動。絲桿傳動則常用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動,具有精度高、傳動效率高的特點,常用于機器人的直線運動機構(gòu),如手臂的伸縮和升降。
在機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,需要對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,以提高機器人的性能和降低成本。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要包括拓撲優(yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓撲優(yōu)化是在給定的設(shè)計空間、載荷工況和約束條件下,尋求材料在結(jié)構(gòu)中的分布形式,以達到提高結(jié)構(gòu)性能、減輕重量的目的。例如,通過拓撲優(yōu)化可以設(shè)計出更加合理的機器人機身結(jié)構(gòu),在保證強度和剛度的前提下,減輕機身重量,降低能耗。形狀優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)的外形進行優(yōu)化,以改善結(jié)構(gòu)的力學性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化,如桿件的長度、截面尺寸等,以滿足強度、剛度和穩(wěn)定性等要求,同時降低成本。在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時,通常需要借助計算機輔助工程(CAE)軟件,如有限元分析軟件,對結(jié)構(gòu)進行模擬分析和優(yōu)化計算。