《15歲,成為國寶級天才科學家》第288章 他們做的並不完美(2)

作者:制式希余·2小時前

肖宿拿起白板筆,走到牆上掛著的工程圖紙前寫了起來。

“達芬奇的控制架構用的還是拉格朗日多剛體動力學模型加PID級聯控制的傳統路子。

二十六年迭代了四代,他們全都是在這個框架下不斷微調引數、最佳化補償項、打補丁。”

他在圖紙上畫了一個簡單的傳動結構示意圖,在諧波減速器的位置畫了一個圈。

“但你們有沒有想過一個更根本的問題,為什麼一定要用諧波減速器?”

這話一齣,徐洋整個人僵住了。

不用諧波減速器?

達芬奇用了二十六年諧波減速器,全世界所有做手術機器人的企業都用諧波減速器,這是行業標配,是從第一代達芬奇就定下來的技術路線。

不用諧波減速器用什麼?

難道用行星齒輪?

那精度根本達不到亞毫米級的要求。

肖宿像是看出了他的困惑,繼續說道:

“諧波減速器之所以被用在手術機器人上,是因為它在體積和減速比之間取得了最好的平衡。

但它的代價是柔輪的非線性彈性遲滯。

這是物理本質決定的,無論怎麼最佳化控制演算法,遲滯只能被補償,不能被消除,你們測到的延遲尖峰,就是這種遲滯被放大後的結果。”

他在紙上畫了一個新的結構。

“但如果換一種思路,既然機械傳動的遲滯補償永遠有極限,那為什麼還要用機械傳動呢?

我們完全可以改用Des傳動,直接驅動,不用任何減速器。

執行器直接安裝在關節上,電機轉子和輸出軸同軸,沒有了齒輪、沒有了柔輪、沒有了任何中間傳動環節,自然也就不會有任何回差和遲滯。”

徐洋張大了嘴巴,大腦一片空白,耳邊只有肖宿的聲音在不斷迴響。

Des傳動的概念他不是沒聽說過,但是因為電機的齒槽效應和力矩紋波,在低速高精度場景下,靠傳統PID根本無法壓制,導致這項技術只能存在於實驗室原型機裡,在工業產品上幾乎沒有成熟應用案例。

這也是行業內一直不敢放棄諧波減速器的關鍵原因。

現在肖宿竟然要直接用這個技術,怎麼可能呢?

像是聽到了徐洋的心聲一樣,肖宿放下筆,說道:

“傳統方法的思路,是拿濾波器去追電機的齒槽力紋波,可往往是追著追著自己就先跟丟了。

但如果電機內部的電磁場從一開始就是以SO(3)的正則表示去排列的,它的力矩輸出在任何轉速下都是二次型守恆的。

遲滯?噪聲?抖動?

這些問題都會從根源上消失。

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