人形機器人也稱為仿人機器人，是一種模仿人類外形和動作的智能機器人。人形機器人有類似于人類的身體結構，比普通機器人更強大也更復雜，需要在不同環(huán)境中移動或者操作物體。一款看似普通的人形機器人就兼具傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、執(zhí)行機構等。人形機器人自身的復雜性決定了它工業(yè)設計部分的挑戰(zhàn)性。
人形機器人工業(yè)設計難點
一句話概括即各個環(huán)節(jié)的平衡設計上，平衡設計也是浪尖設計一以貫之的設計理念。下面來詳細分析下：
一、外觀設計上
1.外觀設計與內部結構的平衡
外觀造型上要做到逼近人類外形，身體各部位能容納復雜的機械、電子元件和驅動系統(tǒng)，實現高度的靈活性與功能性。
2.外觀造型和重心穩(wěn)定的平衡
整體比例與重心協(xié)調上的平衡，既要符合審美又要確保其在各種運動狀態(tài)下的重心穩(wěn)定。
例如，腿部的長度、粗細以及腳部的大小和形狀，都需要根據機器人的整體重量分布和運動需求進行精確設計，以防止在行走、跑步或進行其他動作時摔倒。
二、材料選擇上
1．材料輕量化
設計師需要注意強度與輕量化兼顧，盡量選擇高強度材料來承受機器人運動時產生的力和扭矩，同時還要關注材料的輕量化，以減少能源消耗和對驅動系統(tǒng)的壓力。
像機器人的骨架結構，采用高強度鋁合金或碳纖維等材料，既能保證結構強度，又能減輕整體重量。
2.多材料運用的兼容性
為保證機器人各功能的正常運行，不同部位的材料有著不同的要求，需使用金屬、塑料、橡膠、復合材料等多種材料。這就要求工業(yè)設計師在設計時充分考慮不同材料之間的兼容性，包括物理性能、化學穩(wěn)定性等方面，以確保機器人的整體性能和壽命。
三、生產工藝與成本控制
1．生產工藝要求
由于結構的復雜性，對制造精度有很高的要求，所以對生產工藝提出了挑戰(zhàn)。需要采用先進的制造技術和設備，來保證零件的制造精度和裝配質量，如3D打印、精密加工等。
2.成本控制
由于市場競爭的需要，在滿足機器人性能和功能的前提下，控制生產成本很有必要，這需要設計師在設計階段就考慮材料選擇、生產工藝、零部件通用性等因素，優(yōu)化產品結構和生產流程，降低不必要的成本支出。
以上就是人形機器人在工業(yè)設計過程中會經常遇到的主要問題。
根據機器人應用領域的不同，可以分為工業(yè)機器人、服務機器人、醫(yī)療康復機器人、陪護機器人、物流機器人及特種機器人等。
浪尖設計團隊為湖北一家科技公司設計的這款人形機器人，是面向智慧物流的人形機器人。在該項目中，浪尖提供了外觀設計+結構設計+手板制作等服務。
在設計手臂和手部時，設計師需在有限空間內集成關節(jié)驅動裝置、傳感器等，同時保持手部的抓取和操作能力。該人形機器人可以實現自主移動速度>4km/h:雙臂負載能力≥10kg；單次工作時長≥3h。整機通電后準備時間小于5分鐘并在典型物流場景完成應用驗證。
上海浪尖設計承接各類機器人設計項目。成立以來，參與設計過的機器人有巡檢機器人、醫(yī)院物流機器人、陪護機器人、各類服務機器人、AGV，醫(yī)療康復機器人等。有機器人相關設計需求，您可與我們項目人員取得聯(lián)系，上海浪尖愿與您一道共創(chuàng)、共生、共贏！
