随着虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的发展,它们在机器人外观设计中也展现出了广阔的应用前景。通过 VR 技术,设计师可以在虚拟环境中对机器人进行三维建模和设计,更加直观地感受机器人的外观效果和空间布局,提高设计效率和准确性。同时,用户也可以通过 VR 设备与虚拟机器人进行交互,提前体验机器人的功能和操作方式,为机器人的设计改进提供反馈。AR 技术则可以将虚拟的机器人模型叠加到现实场景中,让用户在实际环境中看到机器人的外观效果,实现更加真实的展示和演示。
机器人具有感知、决策、执行等基本特征,可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作,提高工作效率与质量,服务人类生活,扩大或延伸人的活动及能力范围。
在机器人结构设计过程中,需要对结构进行优化,以提高机器人的性能和降低成本。结构优化设计主要包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化等。拓扑优化是在给定的设计空间、载荷工况和约束条件下,寻求材料在结构中的分布形式,以达到提高结构性能、减轻重量的目的。例如,通过拓扑优化可以设计出更加合理的机器人机身结构,在保证强度和刚度的前提下,减轻机身重量,降低能耗。形状优化是对结构的外形进行优化,以改善结构的力学性能和外观。尺寸优化则是对结构的尺寸参数进行优化,如杆件的长度、截面尺寸等,以满足强度、刚度和稳定性等要求,同时降低成本。在进行结构优化设计时,通常需要借助计算机辅助工程(CAE)软件,如有限元分析软件,对结构进行模拟分析和优化计算。
协作机器人强调与人类的协作,其结构设计需要满足、灵活和易用等要求。在方面,协作机器人通常采用柔软的外壳材料和低冲击力的结构设计,以减少对人类的伤害。同时,协作机器人的结构设计要便于操作和编程,一般采用直观的人机交互界面,让非专业人员也能轻松上手。此外,协作机器人还需要配备高精度的传感器,如力传感器、视觉传感器等,以便实时感知周围环境和人类的动作,实现、的协作。