隨著虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)的發(fā)展,它們在機(jī)器人外觀設(shè)計(jì)中也展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。通過 VR 技術(shù),設(shè)計(jì)師可以在虛擬環(huán)境中對機(jī)器人進(jìn)行三維建模和設(shè)計(jì),更加直觀地感受機(jī)器人的外觀效果和空間布局,提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。同時,用戶也可以通過 VR 設(shè)備與虛擬機(jī)器人進(jìn)行交互,提前體驗(yàn)機(jī)器人的功能和操作方式,為機(jī)器人的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供反饋。AR 技術(shù)則可以將虛擬的機(jī)器人模型疊加到現(xiàn)實(shí)場景中,讓用戶在實(shí)際環(huán)境中看到機(jī)器人的外觀效果,實(shí)現(xiàn)更加真實(shí)的展示和演示。
機(jī)器人具有感知、決策、執(zhí)行等基本特征,可以輔助甚至替代人類完成危險、繁重、復(fù)雜的工作,提高工作效率與質(zhì)量,服務(wù)人類生活,擴(kuò)大或延伸人的活動及能力范圍。
在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,以提高機(jī)器人的性能和降低成本。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括拓?fù)鋬?yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓?fù)鋬?yōu)化是在給定的設(shè)計(jì)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(dá)到提高結(jié)構(gòu)性能、減輕重量的目的。例如,通過拓?fù)鋬?yōu)化可以設(shè)計(jì)出更加合理的機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu),在保證強(qiáng)度和剛度的前提下,減輕機(jī)身重量,降低能耗。形狀優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)的外形進(jìn)行優(yōu)化,以改善結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,如桿件的長度、截面尺寸等,以滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等要求,同時降低成本。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時,通常需要借助計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)軟件,如有限元分析軟件,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化計(jì)算。
協(xié)作機(jī)器人強(qiáng)調(diào)與人類的協(xié)作,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足、靈活和易用等要求。在方面,協(xié)作機(jī)器人通常采用柔軟的外殼材料和低沖擊力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以減少對人類的傷害。同時,協(xié)作機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要便于操作和編程,一般采用直觀的人機(jī)交互界面,讓非專業(yè)人員也能輕松上手。此外,協(xié)作機(jī)器人還需要配備高精度的傳感器,如力傳感器、視覺傳感器等,以便實(shí)時感知周圍環(huán)境和人類的動作,實(shí)現(xiàn)、的協(xié)作。