第283章 他们做的並不完美
“先说伺服控制。”
肖宿拿起白板笔,走到墙上掛著的工程图纸前写了起来。
“达文西的控制架构用的还是拉格朗日多刚体动力学模型加pid级联控制的传统路子。
二十六年叠代了四代,他们全都是在这个框架下不断微调参数、优化补偿项、打补丁。”
他在图纸上画了一个简单的传动结构示意图,在谐波减速器的位置画了一个圈。
“但你们有没有想过一个更根本的问题,为什么一定要用谐波减速器?”
这话一出,徐洋整个人僵住了。
不用谐波减速器?
达文西用了二十六年谐波减速器,全世界所有做手术机器人的企业都用谐波减速器,这是行业標配,是从第一代达文西就定下来的技术路线。
不用谐波减速器用什么?
难道用行星齿轮?
那精度根本达不到亚毫米级的要求。
肖宿像是看出了他的困惑,继续说道:
“谐波减速器之所以被用在手术机器人上,是因为它在体积和减速比之间取得了最好的平衡。
但它的代价是柔轮的非线性弹性迟滯。
这是物理本质决定的,无论怎么优化控制算法,迟滯只能被补偿,不能被消除,你们测到的延迟尖峰,就是这种迟滯被放大后的结果。”
他在纸上画了一个新的结构。
“但如果换一种思路,既然机械传动的迟滯补偿永远有极限,那为什么还要用机械传动呢?
我们完全可以改用desma传动,直接驱动,不用任何减速器。
执行器直接安装在关节上,电机转子和输出轴同轴,没有了齿轮、没有了柔轮、没有了任何中间传动环节,自然也就不会有任何回差和迟滯。”
徐洋张大了嘴巴,大脑一片空白,耳边只有肖宿的声音在不断迴响。
desma传动的概念他不是没听说过,但是因为电机的齿槽效应和力矩纹波,在低速高精度场景下,靠传统pid根本无法压制,导致这项技术只能存在於实验室原型机里,在工业產品上几乎没有成熟应用案例。
这也是行业內一直不敢放弃谐波减速器的关键原因。
现在肖宿竟然要直接用这个技术,怎么可能呢?
像是听到了徐洋的心声一样,肖宿放下笔,说道:
“传统方法的思路,是拿滤波器去追电机的齿槽力纹波,可往往是追著追著自己就先跟丟了。
但如果电机內部的电磁场从一开始就是以so(3)的正则表示去排列的,它的力矩输出在任何转速下都是二次型守恆的。
迟滯?噪声?抖动?
这些问题都会从根源上消失。
而且去掉谐波减速器这个最贵的零部件,整体机械成本將直接断崖式下降,至少降低一大半。”