機(jī)器人電纜不應(yīng)該是事后的想法

機(jī)器人，無論是作為“類人機(jī)器人”伴侶還是作為鉸接式生產(chǎn)和裝配臂，如今都受到了廣泛關(guān)注，這是理所當(dāng)然的。精確的電機(jī)控制、增強(qiáng)的視覺和圖像處理、增強(qiáng)的中央處理器 (CPU) 能力、人工智能 (AI) 驅(qū)動的決策以及先進(jìn)的抓握技術(shù)，使得關(guān)于機(jī)器人的討論在投機(jī)記者的故事以及在各個行業(yè)日常運(yùn)營的艱苦現(xiàn)實中。這種趨勢是有道理的，考慮到這些高效的機(jī)器人模型工作良好，努力工作，不抱怨，不需要休息，并完成人類難以完成的事情。

您已經(jīng)看到了從自動裝配線到漢堡包翻轉(zhuǎn)裝置的圖片和視頻，這肯定令人印象深刻。這些機(jī)器人的大多數(shù)照片都顯示出它們圓滑、流線型和干凈，關(guān)于它們的設(shè)計和構(gòu)造的技術(shù)討論集中在算法、性能和功能上。

然而，對于工程師和設(shè)計師來說，大容量機(jī)器人設(shè)計中同樣令人印象深刻的是從使用液壓動力（及其所有令人頭疼的問題）到電動機(jī)原動機(jī)的重大轉(zhuǎn)變，尤其是在過去幾年中。電動驅(qū)動器更清潔、更易于控制，并且如果軟管破裂也不會造成漏油的風(fēng)險。它們也更易于測試和維護(hù)，即使液壓裝置提供更高的功率密度/體積。（公平地說，液壓系統(tǒng)也變得越來越智能，有各種各樣的電子設(shè)備來控制和監(jiān)督它們的動作——盡管原動機(jī)仍然是液壓缸和活塞。）

但是電動機(jī)器人實施的一個方面很少被提及：這個方面是從控制單元和電源到手臂、關(guān)節(jié)和把手的電機(jī)和傳感器的基本電纜。雖然這些電纜通常塞在類人機(jī)器人的框架內(nèi)，因此是看不見的，但對于使用更廣泛的裝配/生產(chǎn)單元而言，情況通常并非如此。讓我們面對現(xiàn)實：外部電纜束并不是令人興奮的話題，從視覺上看，它們體積龐大，對大多數(shù)人來說有點(diǎn)沒有吸引力。（你有沒有注意到那些光鮮亮麗的“家居裝飾”照片中并沒有顯示交流電 (AC) 電源線，而且只顯示了臺燈？）

當(dāng)然，在現(xiàn)實世界中，機(jī)器人的電源和控制電纜是必不可少的，并且通常連接在其手臂的外側(cè)，因為手臂內(nèi)部沒有空間容納這些相當(dāng)笨重的電纜。然而，這種非常實際的做法會導(dǎo)致另一個問題：如何“修飾”電纜，使它們保持在應(yīng)有的位置，允許必要的運(yùn)動范圍，并且不會纏結(jié)。

顯而易見的解決方案很簡單：只需使用電纜扎帶、特殊膠帶或類似的東西將它們連接到關(guān)節(jié)臂上。應(yīng)該這樣做，但通常做得不好。事實上，在具有許多自由度的先進(jìn)機(jī)械臂中，電纜可能會扭曲、彎曲、拉緊或過度濫用，從而導(dǎo)致性能間歇性下降和徹底失效。

直到我在Tech Briefs上看到一篇題為“機(jī)器人電纜管理的少即是多的方法”的文章之前，我并沒有過多地考慮這個主題，該文章討論了“顯而易見的”解決方案的問題和弱點(diǎn)。盡管它是由電纜保護(hù)線槽和外殼的供應(yīng)商撰寫的并且（因此）可能有偏見，但文章中的許多觀點(diǎn)都是正確的。該文章甚至提供了指導(dǎo)原則，指導(dǎo)您應(yīng)在何處將整個布線路徑劃分為可單獨(dú)保護(hù)的部分。

長話短說：如果您正在對高度鉸接的多軸機(jī)械臂進(jìn)行任何工作，請務(wù)必在項目的“前沿”花費(fèi)足夠的時間和精力，以妥善解決布線電纜這一平凡而乏味的話題。它們與實現(xiàn)和保持可靠性能水平的任何其他元素一樣重要。

您是否曾嘗試找出因電纜標(biāo)準(zhǔn)損壞而導(dǎo)致的間歇性問題？它令人沮喪、混亂和惱人——并且會耗盡設(shè)計團(tuán)隊、調(diào)試專家和現(xiàn)場工程師的精力。然而，這也是一個利用他人專業(yè)知識的機(jī)會。例如，機(jī)器人電纜必須一遍又一遍地彎曲，所以為什么不看看電梯人員為他們的井道電纜做了什么。盡管他們沒有與多自由度相關(guān)的機(jī)械臂問題，但他們知道如何制造一種靈活的電纜，承載自身重量和強(qiáng)大的動力，并具有堅固的外殼。

審核編輯黃昊宇