1. मानव सदृश रोबोट का विभाजन और मूल्य वितरण
1. मानवरूपी रोबोट का विघटन
अगस्त 2021 में पहले टेस्ला एआई दिवस पर, टेस्ला ने अपने पहले ह्यूमनॉइड रोबोट "ऑप्टिमस" की एक अवधारणा ड्राइंग जारी की। ह्यूमनॉइड रोबोट 5 फीट 8 इंच लंबा है, इसका वजन 125 पाउंड है, और इसकी वहन क्षमता 45 पाउंड है और डेडलिफ्ट क्षमता 150 पाउंड है, जिसे इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किए जाने वाले स्मार्ट एल्गोरिदम के माध्यम से नियंत्रित किया जाएगा। फरवरी 2022 में एक प्रोटोटाइप लॉन्च किया जाएगा, और लगभग पूर्ण ह्यूमनॉइड रोबोट की एक नई पीढ़ी का अनावरण 30 सितंबर, 2022 को एआई दिवस पर किया जाएगा। जुलाई 2023 में विश्व कृत्रिम बुद्धिमत्ता सम्मेलन में इसका अनावरण किया जाएगा।
टेस्ला द्वारा जारी ऑप्टिमस की नवीनतम पीढ़ी में शरीर के यांत्रिक भाग में 28 जोड़ (14 रोटरी एक्ट्यूएटर + 14 रैखिक एक्ट्यूएटर) हैं, और 2 निपुण हाथों में कुल 12 जोड़ (6 एक्ट्यूएटर * 2) हैं। टेस्ला के ह्यूमनॉइड रोबोट के निपुण हाथों को मानव हाथों की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसमें अनुकूली लोभी क्षमताएं हैं। हाथ की संरचना में पाँच उंगलियाँ और कई जोड़ हैं। अंगूठा झुकने और साइड स्विंग करने के लिए दोहरी मोटरों का उपयोग करता है, और अन्य चार उंगलियों में प्रत्येक में एक मोटर होती है। इसमें कुल 6 एक्ट्यूएटर, 11 डिग्री की स्वतंत्रता, 20 पाउंड का भार, लोभी कोण के अनुकूल होने की क्षमता, उपकरणों का उपयोग करने की क्षमता और छोटी वस्तुओं को सटीक रूप से पकड़ने की क्षमता है।
टेस्ला ऑप्टिमस का रोटेटिंग जॉइंट सॉल्यूशन: फ्रेमलेस मोटर + हार्मोनिक रिड्यूसर + टॉर्क सेंसर + पोजिशन सेंसर + बियरिंग्स (एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बियरिंग्स + क्रॉस्ड सिलिंड्रिकल रोलर बियरिंग्स) + एनकोडर। टेस्ला ने एक साथ अपने एक्ट्यूएटर उत्पाद पोर्टफोलियो का प्रदर्शन किया, जिसमें अलग-अलग टॉर्क के साथ तीन रोटरी रिड्यूसर शामिल हैं, क्रमशः 20Nm/110Nm/180Nm। पूरे शरीर का वितरण: कंधों पर 6, कलाई पर 2, कूल्हों पर 4 और धड़ पर 2।
टेस्ला ऑप्टिमस का लीनियर जॉइंट सॉल्यूशन: फ्रेमलेस मोटर + प्लैनेटरी रोलर स्क्रू + टॉर्क सेंसर + पोजिशन सेंसर + बेयरिंग। टेस्ला ने एक साथ अपने एक्ट्यूएटर उत्पाद पोर्टफोलियो का प्रदर्शन किया, जिसमें 500N/3900N/8000N के टॉर्क के साथ अलग-अलग टॉर्क वाले तीन लीनियर एक्ट्यूएटर शामिल हैं। पूरे शरीर का वितरण: 2 कोहनी, 4 कलाई, 2 कूल्हे, 2 घुटने और 4 टखने।
2. मानवरूपी रोबोट के मुख्य भागों का मूल्य वितरण
टेस्ला ऑप्टिमस का जिक्र करते हुए, ह्यूमनॉइड रोबोट का मूल्य मुख्य रूप से एफएसडी सिस्टम, एआई चिप, एक्ट्यूएटर और निपुण हाथ अंग कंकाल में वितरित किया जाता है: एफएसडी / एआई चिप: टेस्ला की मुख्य प्रतिस्पर्धात्मकता, एक मशीन का मूल्य लगभग 50,000 युआन है, और लागत लगभग 26.5% के लिए लेखांकन; रोटरी एक्ट्यूएटर: असेंबली उत्पादों को तीसरे पक्ष द्वारा आपूर्ति की जाएगी, जिसमें हार्मोनिक रिड्यूसर (या नए हार्मोनिक-जैसे रिड्यूसर), फ्रेमलेस टॉर्क मोटर्स, टॉर्क सेंसर, एनकोडर, बीयरिंग और अन्य प्रमुख भाग शामिल हैं, लागत लगभग 23% है; रैखिक एक्ट्यूएटर: असेंबली उत्पाद को तीसरे पक्ष द्वारा आपूर्ति की जाएगी, जिसमें ग्रहीय रोलर स्क्रू, फ्रेमलेस टॉर्क मोटर, टॉर्क सेंसर, एनकोडर, बीयरिंग और अन्य प्रमुख भाग शामिल हैं अंग कंकाल: यांत्रिक संरचनात्मक भाग, लागत का लगभग 13% हिस्सा है। तीसरे पक्ष द्वारा आपूर्ति किए गए गैर-असेंबली भागों में, फ्रेमलेस टॉर्क मोटर्स (14.84%), प्लैनेटरी रोलर स्क्रू (14.84%), हार्मोनिक रिड्यूसर (7.42%), टॉर्क सेंसर (7.42%), एनकोडर (4.45%), कोरलेस मोटर्स (3.82%) का हिस्सा बड़ा है। 2. ह्यूमनॉइड रोबोट के मुख्य लिंक का विश्लेषण
1. रिड्यूसर: तकनीकी बाधाएं अधिक हैं, घरेलू प्रतिस्थापन में तेजी आ रही है
रोबोट रिड्यूसर मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित हैं: आर.वी. रिड्यूसर और हार्मोनिक रिड्यूसर। हार्मोनिक रिड्यूसर में बड़े एकल-चरण संचरण अनुपात, छोटे आकार, कम द्रव्यमान और उच्च गति सटीकता के फायदे हैं। यह सीमित स्थानों और मध्यम विकिरण स्थितियों में सामान्य रूप से काम कर सकता है, और हल्के-भार वाले सटीक मंदी क्षेत्रों, जैसे कि ह्यूमनॉइड रोबोट, आदि के लिए अधिक उपयुक्त है। हार्मोनिक रिड्यूसर की तुलना में, आर.वी. रिड्यूसर में बड़े संचरण अनुपात रेंज, अपेक्षाकृत स्थिर सटीकता, उच्च थकान शक्ति, आदि के साथ-साथ उच्च कठोरता और टॉर्क वहन करने की क्षमता के फायदे हैं। वे मुख्य रूप से रोबोट आर्म्स और मशीन बेस जैसे भारी-भार वाले हिस्सों के लिए उपयुक्त हैं।
हार्मोनिक रिड्यूसर की कठिनाइयाँ मुख्य रूप से दाँत के डिज़ाइन, सामग्री, प्रसंस्करण उपकरण, तकनीक और स्थिरता में निहित हैं। तकनीकी कठिनाइयों में विशेष रूप से शामिल हैं: दाँत के आकार का डिज़ाइन: चूँकि हार्मोनिक रिड्यूसर का संचरण सिद्धांत दो गियर के बीच मेशिंग गति है, और फ्लेक्सस्पलाइन लगातार विकृत हो रही है, गियर की ऊँचाई, चौड़ाई, आकार और अन्य डिज़ाइनों का मंदी के प्रदर्शन पर अधिक प्रभाव पड़ता है। प्रभाव। सामग्री: फ्लेक्सस्पलाइन लगातार विकृत होती है और टॉर्क संचारित करती है, जो सामग्री की स्थिरता, भार, सटीकता और थकान जीवन के लिए बड़ी चुनौतियाँ पेश करती है। साधारण धातुओं और मिश्र धातुओं की आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल है। प्रसंस्करण उपकरण: फ्लेक्सस्पलाइन बहुत पतली होती है, जिसकी मोटाई लगभग 100 माइक्रोन होती है। प्रसंस्करण और काटने की आवश्यकताएँ अधिक होती हैं। उच्च परिशुद्धता वाले सीएनसी ग्राइंडर और गियर हॉबिंग मशीनों को आयात करने की आवश्यकता होती है, और जापानी उच्च परिशुद्धता मशीन टूल्स पर मेरे देश में प्रतिबंध हैं। प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी: फ्लेक्स स्पलाइन का प्रसंस्करण और काटना अत्यधिक मांग वाला है, और कुछ प्रक्रियाएँ अभी भी कर्मचारियों के अनुभव संचय पर निर्भर करती हैं। संगति: बड़े पैमाने पर बड़े पैमाने पर उत्पादन में, दोषपूर्ण दर को कम करना और उत्पाद की स्थिरता बनाए रखना बहुत मुश्किल है। हार्मोनिक रिड्यूसर की तुलना में, आरवी रिड्यूसर में अधिक जटिल संरचना होती है और प्रसंस्करण सटीकता और प्रौद्योगिकी के लिए सख्त आवश्यकताएं होती हैं। तकनीकी कठिनाइयाँ विशेष रूप से हैं: प्रसंस्करण सटीकता: संरचना जटिल है। वास्तविक कार्य स्थितियों में, आरवी रिड्यूसर को बार-बार और सटीक रूप से तैनात करने की आवश्यकता होती है, जो क्षीणन के बिना सटीकता बनाए रखने के लिए निरंतर स्टार्टिंग और ब्रेक लगाने के बराबर है। यदि सटीकता कम है, तो यह उत्पाद के पहनने और आंसू का कारण बनेगा। प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी: विभिन्न प्रक्रियाओं का घनिष्ठ सहयोग, जिसमें दांत की सतह का ताप उपचार, प्रसंस्करण सटीकता, भाग समरूपता, समूहीकरण प्रौद्योगिकी और असेंबली सटीकता शामिल है। इन प्रक्रियाओं की अंतिम असेंबली सहनशीलता उत्पाद के पहनने और जीवन का कारण बनेगी। संगति: सटीक घटकों के रूप में, एकल उत्पाद के लिए उच्च प्रदर्शन प्राप्त करना मुश्किल नहीं है, लेकिन बड़े पैमाने पर बड़े पैमाने पर उत्पादित उत्पादों के लिए मानक प्रदर्शन को पूरा करना एक बड़ी चुनौती है।
रिड्यूसर के आयात एकाधिकार के टूटने की उम्मीद है, और घरेलू प्रतिस्थापन चल रहा है। वैश्विक रोबोट रिड्यूसर बाजार अत्यधिक केंद्रित है, जिसमें जापानी निर्माता अधिकांश बाजार हिस्सेदारी पर कब्जा करते हैं। 2021 में, नैबटेस्को ने चीन के आरवी रिड्यूसर बाजार हिस्सेदारी का 53% हिस्सा और हैमोन नाको ने चीन के हार्मोनिक रिड्यूसर बाजार हिस्सेदारी का 35.5% हिस्सा कब्जा कर लिया। हालाँकि, चीन ने अब रोबोट की प्रमुख कोर तकनीकों में सफलताओं को एक महत्वपूर्ण परियोजना के रूप में माना है, और घरेलू निर्माताओं ने प्रमुख कोर घटकों जैसे कि रिड्यूसर, कंट्रोलर और सर्वो सिस्टम में कुछ समस्याओं को दूर किया है। चीन के आरवी रिड्यूसर के निर्यात की मात्रा ने समग्र रूप से ऊपर की ओर रुझान दिखाया है, जबकि आयात की मात्रा में आम तौर पर गिरावट देखी गई है। आरवी रिड्यूसर के स्थानीयकरण की प्रवृत्ति सामने आई है। हाल के वर्षों में, घरेलू हार्मोनिक निर्माताओं ने धीरे-धीरे डाउनस्ट्रीम ग्राहकों की आपूर्ति श्रृंखला में प्रवेश किया है, और चीनी ब्रांडों की बाजार हिस्सेदारी साल दर साल बढ़ी है। जापान की हैमोनोको कंपनी के उत्पादों जैसे आयातित प्रेसिजन रिड्यूसर की इकाई कीमत आमतौर पर 3,000 और 4,000 युआन के बीच होती है। घरेलू प्रेसिजन रिड्यूसर की इकाई कीमत कीमत का 30% से 50% है, जो कि मूल्य लाभ है।
2. लीड स्क्रू: तकनीकी बाधाएं बहुत अधिक हैं, और घरेलू प्रतिस्थापन के लिए बहुत जगह है।
पेंच घूर्णी गति को रैखिक गति में बदलने या रैखिक गति को घूर्णी गति में बदलने के लिए एक आदर्श उत्पाद है। आम पेंच उत्पादों में स्लाइडिंग स्क्रू, बॉल स्क्रू, ग्रहीय रोलर स्क्रू आदि शामिल हैं। बॉल स्क्रू औद्योगिक परिशुद्धता मशीनरी में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला ट्रांसमिशन तत्व है। इसकी मुख्य संरचना में तीन भाग शामिल हैं: बॉल स्क्रू, बॉल नट और बॉल। मुख्य संचरण सिद्धांत घूर्णी गति को रैखिक गति में बदलना और फिसलने वाले घर्षण को रोलिंग घर्षण में बदलना है। जब पेंच नट के सापेक्ष घूमता है, तो पेंच की घूर्णन सतह नट को गेंदों के चक्रीय रोलिंग के माध्यम से अक्षीय रूप से स्थानांतरित करने के लिए धक्का देती है, जिससे रोटेशन रैखिक गति में बदल जाता है; गेंदों के रोलिंग के कारण पेंच और नट के बीच फिसलने वाला घर्षण गेंदों, पेंच और नट के बीच फिसलने वाले घर्षण में बदल जाता है। उनके बीच रोलिंग घर्षण फिसलने को रोलिंग में बदल देता है, जिससे ट्रांसमिशन दक्षता में काफी सुधार होता है। ग्रहीय रोलर स्क्रू थ्रेडेड स्क्रू की नई पीढ़ी की एक उच्च-परिशुद्धता शाखा है, जिसमें मजबूत व्यापक प्रदर्शन और व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। ग्रहीय रोलर स्क्रू मेशिंग रोलर्स के माध्यम से लाइन संपर्क रोलिंग घर्षण उत्पन्न करता है, जो पेंच ट्रांसमिशन प्रक्रिया के दौरान संपर्क सतह और तनाव सतह को बहुत बढ़ाता है। सटीक संचरण के लिए उपयोग किए जाने वाले पिछले बॉल स्क्रू की तुलना में, ट्रांसमिशन दक्षता में कोई खास कमी नहीं आई है। साथ ही, इसमें उच्च गति, उच्च भार, उच्च कठोरता, लीड की उच्च सीमा, छोटे आकार, कम शोर और आसान रखरखाव और विघटन की विशेषताएं हैं। इसका उपयोग वैश्विक उच्च परिशुद्धता क्षेत्रों जैसे एयरोस्पेस, हथियार और उपकरण, और परमाणु ऊर्जा में किया गया है। मशीन टूल्स, ऑटोमोटिव एबीएस सिस्टम और पेट्रोकेमिकल उद्योगों जैसे नागरिक परिदृश्यों में भी इसकी व्यापक अनुप्रयोग आवश्यकताएं हैं।
बॉल स्क्रू: बॉल स्क्रू का आविष्कार 1874 में हुआ था। 1930 के दशक में, संयुक्त राज्य अमेरिका के जनरल मोटर्स ने पहली बार ऑटोमोबाइल स्टीयरिंग उपकरणों में बॉल स्क्रू घटकों को लागू किया। 1940 के दशक में, बॉल स्क्रू जोड़े का पहली बार सीएनसी मशीन टूल्स पर इस्तेमाल किया गया था। , और सीएनसी मशीन टूल्स के लिए एक आदर्श फीड तत्व बन गया है; मशीन टूल्स और ऑटोमेशन उपकरणों के विकास के साथ, बॉल स्क्रू जोड़े के अनुसंधान और उत्पादन को बढ़ावा दिया गया है। 1950 के दशक में, कई बॉल स्क्रू निर्माता औद्योगिक रूप से विकसित देशों में दिखाई देने लगे, जैसे कि ब्रिटिश ROTAX, जापान NSK, आदि। हमारे देश में सीएनसी मशीन टूल्स के लिए बॉल स्क्रू जोड़े का विकास 1950 के दशक में शुरू हुआ। 1964 में, मेरे देश ने अपने दम पर बॉल स्क्रू जोड़े का पहला सेट डिजाइन और विकसित किया। चूंकि देश ने 2009 में संबंधित परियोजनाएं शुरू कीं, इसलिए घरेलू कंपनियों जैसे कि हानजियांग मशीन टूल और शेडोंग बोटे सेको और अन्य ने कई उत्कृष्ट परिणाम प्राप्त किए हैं, लेकिन वर्तमान में, मेरे देश में दुनिया की उन्नत कंपनियों की तुलना में उच्च प्रदर्शन वाले उत्पादों में सुधार की गुंजाइश है। घरेलू बाजार में, मिड-टू-हाई-एंड बॉल स्क्रू बाजार पर मुख्य रूप से जर्मन और जापानी कंपनियों का कब्जा है, जैसे कि THK, NSK और रेक्सरोथ जैसी अंतर्राष्ट्रीय कंपनियां हाई-एंड मार्केट में 90% बाजार हिस्सेदारी पर कब्जा कर सकती हैं, जबकि मुख्य भूमि चीनी कंपनियां मुख्य रूप से मिड-रेंज बाजार में सक्रिय हैं, जो बाजार हिस्सेदारी का लगभग 30% हिस्सा है। मुख्य कारण यह है कि हमारे देश के उद्यम छोटे पैमाने पर हैं, देर से शुरू हुए हैं, और उत्पाद की गुणवत्ता में उच्च स्तर की सटीकता तक नहीं पहुंच सकते हैं।
प्लैनेटरी रोलर स्क्रू: 1942 में, स्वीडिश कार्ल ब्रूनो स्ट्रैंडग्रेन ने पहली बार एक रीसर्क्युलेटिंग प्लैनेटरी रोलर स्क्रू के लिए पेटेंट के लिए आवेदन किया। 1954 में, उन्होंने एक मानक और रिवर्स प्लैनेटरी रोलर स्क्रू के लिए पेटेंट के लिए आवेदन किया। 1986 में, विलियम जे। रोनट्री ने अंतर प्लैनेटरी रोलर स्क्रू का आविष्कार किया, और फिर ओलिवर सारी ने बेयरिंग रिंग प्लैनेटरी रोलर स्क्रू का आविष्कार किया। 1970 में, स्विट्जरलैंड की रोलविस कंपनी ने प्लैनेटरी रोलर स्क्रू विकसित करना शुरू किया। स्वीडन की SKF ने भी प्लैनेटरी रोलर स्क्रू विकसित किए। संयुक्त राज्य अमेरिका में मूग, जर्मनी में ऑर्टलिब और यूनाइटेड किंगडम में पावर जैक सभी के पास अपने स्वयं के परिपक्व प्लैनेटरी रोलर स्क्रू गुआनयान रिपोर्ट नेटवर्क के आंकड़ों के अनुसार, 2022 में मेरे देश के ग्रहीय रोलर स्क्रू बाजार आपूर्ति में शीर्ष चार निर्माता रोलविस (स्विट्जरलैंड), जीएसए (स्विट्जरलैंड), इवेलिक्स (स्वीडन) और रेक्सरोथ (जर्मनी) हैं, जिनकी बाजार हिस्सेदारी 27%, 26%, 13%, 12% है। क्योंकि चीनी उद्यमों ने इस उद्योग में देर से शुरुआत की, इसलिए उनकी प्रतिस्पर्धी ताकत विदेशी औद्योगिक रूप से विकसित देशों के उद्यमों से बहुत पीछे है।