fr.wedoany.com Rapport : LinkerBot, une entreprise chinoise spécialisée dans les mains robotiques dextres fondée en 2023, ne fabrique pas de robots humanoïdes complets, mais développe la main du robot comme un produit à part entière. La main dextre de LinkerBot adopte une conception à cinq doigts et à plusieurs articulations, capable d'effectuer des tâches de précision telles que jouer du piano, enfiler une aiguille, visser et assembler des produits électroniques. Sur le marché chinois, le prix de vente minimum de ce type de produit est d'environ 600 dollars, et l'entreprise augmente sa capacité de production.
Ces dernières années, les robots humanoïdes ont fait des apparitions fréquentes lors de démonstrations telles que des danses du Nouvel An chinois, des sauts périlleux avant, des sauts périlleux arrière et des marathons, démontrant les progrès en matière de contrôle de mouvement et d'intégration de systèmes complets. Cependant, pour que les robots puissent réellement entrer dans les usines, les entrepôts et les sites de service, ils doivent finalement exécuter des tâches spécifiques : saisir des pièces, brancher des connecteurs, visser, trier des objets, appuyer sur des boutons et ranger des outils. Les jambes sont chargées d'amener le robot au point d'opération, tandis que ce sont les mains qui effectuent réellement les opérations.
LinkerBot attire l'attention non seulement en raison de son prix, mais aussi parce qu'elle montre que les mains dextres passent du stade de prototypes en petite série à un stade de composants à faible coût et à grande production. Pour que les mains dextres puissent être intégrées dans davantage de robots, les capteurs, les puces d'entraînement de moteur, les solutions de connexion, les puces d'alimentation et les fonctions de surveillance de la température détermineront la stabilité de leur fonctionnement.
Pour qu'une main robotique effectue une saisie, elle ne peut pas se fier uniquement à la vision. Elle doit détecter si les doigts entrent en contact avec un objet, si la force est appropriée, si l'objet glisse et les variations de charge du moteur. Les signaux de pression, de toucher, de vibration, de position, d'attitude, de courant et de température sont tous envoyés au système de contrôle pour l'aider à décider d'augmenter, de diminuer ou d'arrêter la force.
Analog Devices, Inc. mentionne dans ses documents relatifs aux mains robotiques dextres des composants tels que des capteurs de pression, des capteurs de vibration, des microphones miniatures, des modules 3D à temps de vol indirect (iToF) et des unités de mesure inertielle (IMU). Ces composants correspondent respectivement au contact, au glissement, au son, à la distance et aux changements d'attitude, permettant à la main dextre non seulement de se fier à la vision pour juger de l'état d'un objet, mais aussi de renvoyer davantage d'informations de contact au système de contrôle.
Le capteur tactile 3D Tactaxis, développé en collaboration par Melexis et OYMotion, est responsable du retour de force et de déformation après le contact des doigts avec un objet. Selon les documents de Melexis, Tactaxis est destiné aux robots industriels et aux robots humanoïdes. Il adopte une conception de capteur tactile 3D compacte et vise à développer un module de bout de doigt adapté à l'intégration et à la production en série dans les mains robotiques.
Avec l'augmentation du nombre de capteurs et de nœuds d'actionnement, les problèmes de connexion deviennent un défi pour la production en série. À l'intérieur d'une main dextre, il y a de multiples capteurs, petits moteurs et nœuds d'actionnement. La simplification du faisceau de câbles, la méthode de connexion des nœuds, la capacité à transmettre l'alimentation et les données jusqu'à l'extrémité des doigts affecteront l'efficacité de l'assemblage et la fiabilité à long terme.
La solution de connexion bifilaire E2B d'Analog Devices (ADI) est conçue pour ce type de problème de câblage. L'AD3306 prend en charge 10BASE-T1S et peut transmettre des données et de l'alimentation sur la même paire de câbles. L'AD3301 est destiné aux interfaces de capteurs et d'actionneurs et peut se connecter à des interfaces courantes telles que le Serial Peripheral Interface (SPI), l'Inter-Integrated Circuit (I2C), l'Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (UART), la Pulse Width Modulation (PWM) et le General-Purpose Input/Output (GPIO). La valeur de ce type de composant réside dans la réduction du câblage des nœuds d'extrémité, sans nécessiter de cartes d'interface supplémentaires, simplifiant ainsi le processus de transmission des données et de l'alimentation aux capteurs et actionneurs à l'intérieur des doigts et de la paume.
Outre le câblage, l'entraînement du moteur est également crucial. Le nombre de petits moteurs à l'intérieur d'une main dextre est élevé et l'espace est restreint. La capacité à répéter de manière stable des actions telles que la saisie, la rotation et la pression dépend des performances de l'entraînement, de l'échantillonnage du courant et du retour de position.
Le TMC6460 d'Analog Devices (ADI) est destiné au contrôle de petits servomoteurs. Il intègre un contrôleur de commande vectorielle (FOC), un étage de puissance, une détection de courant et un moteur de retour dans une seule puce. L'espace à l'intérieur d'une main dextre étant limité et le nombre de moteurs élevé, plus le variateur est compact, plus l'échantillonnage du courant et la réponse de contrôle sont stables, et plus il est facile de garantir la cohérence des mouvements de l'ensemble de la main.
Avec l'augmentation du nombre de moteurs et de nœuds d'entraînement, les exigences en matière d'alimentation augmentent également. C'est pourquoi l'alimentation en 48 V est progressivement adoptée dans davantage de conceptions de robots. Les documents d'Allegro sur les actionneurs robotiques en 48 V sont centrés sur l'alimentation en 48 V, l'entraînement du moteur, la détection du courant et le retour de position, et discutent des capteurs de courant, des capteurs de position et des variateurs de moteur dans le système d'actionneurs robotiques.
À l'intérieur d'une main dextre, le 48 V doit alimenter en continu les moteurs, les capteurs et les contrôleurs. L'espace restreint rend la dissipation thermique difficile, et l'efficacité de l'alimentation ainsi que le contrôle du bruit affectent directement la stabilité de l'ensemble de la main. Le contrôleur abaisseur synchrone à GaN LTC7891 d'Analog Devices (ADI) répond aux problèmes d'abaisseur de tension efficace et de contrôle des interférences électromagnétiques (EMI) dans un espace restreint. Son intérêt réside dans la réduction des pertes, de la chaleur et du volume des composants périphériques dans un espace limité.
Outre l'alimentation, la température doit également être surveillée. À l'intérieur d'une main dextre sont intégrés des moteurs, une alimentation, des variateurs et des capteurs. L'espace est petit et la chaleur est concentrée. Les variations de température affectent à la fois la stabilité des mouvements et la précision des capteurs. Les dispositifs de détection de température et de perception thermique de Melexis peuvent servir de complément à ce type de retour.
À mesure que les mains dextres se dirigent vers la production en série, les catégories de composants impliqués deviennent de plus en plus claires : capteurs de pression, capteurs tactiles, détection de position, détection de courant, détection de température, microcontrôleurs (MCU), entraînements de moteur, puces d'alimentation, connecteurs et dispositifs de protection deviendront tous des composants importants des mains robotiques.
À l'avenir, pour observer l'industrie robotique, il faudra non seulement se concentrer sur les lancements de robots complets, mais aussi sur la capacité des composants sous-jacents à être peu coûteux, fiables et adaptés à la production en série. Pour les fabricants de semi-conducteurs, la robotique n'est pas un secteur vide, mais une opportunité réelle pour les capteurs, les puces d'entraînement de moteur, la gestion de l'alimentation et les solutions de connexion d'entrer dans de nouveaux scénarios d'application.
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