一、功能/性能要求
1.自由度,你需要这个作业臂有多「灵活」。这涉及机械臂的基本结构,比如:最少几个主动关节?要多少驱动元件?
2.末端运动速度作业范围。在手臂根部不移动的情况下,需要作业臂末端能「够到」多大的范围、需要运动多快。这个维度主要考虑作业臂的「尺度」和「构型」(可能要考虑用「串联」机器人或是「并联」机器人,当然,你也可以理解「串联」是「并联」的特例)。
3.负载,即你要机械臂干的这个事儿需要它的「末端」能承受多大的力。相应的要考虑作业臂的尺寸、关节驱动元件设计或选型。
4.作业环境。一般至少要考虑机器人手臂作业过程中,容纳它的空间有多大。要考虑机器人作业臂全工作过程、任何部位、都不能超出这个「容纳它的空间」。
5.再考虑一些细分的要求。比如:灵巧空间、精度……
二、成本要求
机器人的「关节」和「臂杆」构成了机械臂的主要成本。(先不算控制器的账,)
1. 关节关键部件的选型/设计。这里就拿「采购电机」来打比方(先不考虑自研关节电机)。同样性能下,机器人关节成本可以「会意」的表示为:「运动控制算法」×「关节电机成本」,前者对应「研发成本」,后者对应「量产后的整机成本」。如果你做的量少,可以考虑用非常昂贵的马达(比如:FAULHABER,MAXON电机再加配套驱动器),你的运动控制可以省点心;如果你想用廉价的电机,把机器人量产边际成本压到最低,就要猛怼运动控制算法,顾2个博士专门搞也不为过。
2.臂杆的选材。当然是越轻、越解释、越便宜越好。需要根据将来机器人作业臂的价值来综合考虑。
三、艺术(审美)要求
这部分不展开说了,感觉跟技术不相关,但其实很多问题需要技术人员解决。这里只说几个关键词,希望您设计时注意展开调研:
走线设计(考虑中空轴马达、传动件……)、用到工厂还是家庭、恐怖谷效应