Fluid Wire Robotics公司如何在Xometry 择幂科技帮助下利用流体传动推进机器人技术发展

Industry
机器人航空航天
Country
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意大利

Use case
研发
Technology
CNC加工
Product

基于流体传输技术的力控机器人手臂

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Fluid Wire Robotics(FWR)是一家意大利初创企业,旨在攻克极端环境下机器人技术所面临的一项主要局限——即缺乏多功能性、可靠性及可扩展性的解决方案。

极端环境下的机器人技术

我是Ivan De Leonardis,Fluid Wire Robotics(FWR)公司的联合创始人兼首席营销官,创新与解决问题是我热衷的领域。我与FWR公司的另一位联合创始人携手,致力于融合人与技术,以应对复杂挑战,推动机器人技术不断前行。

我们着手解决的是一个普遍存在的问题:当前,专为恶劣环境(如辐射环境、水下、真空空间或爆炸性气体环境)设计的机器人普遍价格高昂、高度专业化且技术复杂。特别是,这些机器人需要额外的保护措施和重大的结构改造,这极大地提升了其复杂性、成本、重量和体积,同时削弱了其性能及使用的多样性。

流体传动:适用于极端环境的高效技术

我们是如何攻克极端环境下机器人昂贵且复杂的问题的?答案是开发了一种基于我们独有的流体传输技术——“流体线”的电动、力可控机械臂。该技术巧妙地将电机、传感器等所有电气和电子元件远程安装于外部执行单元,使得机械臂本身无需搭载电力,从而实现了极轻的重量,并在动态性能、力控制精度及可靠性方面展现出了卓越表现。

通过将电动执行器置于机械臂结构之外,并利用流体线这一高效的传输系统传递力量,我们大幅降低了机械臂的重量和惯性。这一设计使得对机械臂与周遭环境交互力的控制变得极为精确且安全,无需依赖那些脆弱且成本高昂的力或扭矩传感器。

机械臂通过流体导线与外部驱动装置相连

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该系统采用模块化设计理念,利用统一的执行模块来驱动机器人的每个自由度(DOF),极大地简化了不同应用场景下的设计与定制流程。

此外,流体线技术通过采用传统的现成加工方法和材料,而非昂贵且易损的部件,有效降低了成本并缩短了生产周期。该方案的高可扩展性使得机器人能够迅速适应多样化的应用需求,从而增强了其通用性,并为开拓广阔市场奠定了坚实基础。

材料选择的关键工程挑战

在取得这一成果之前,我们需要进行广泛的学术研究,并特别关注作为主要设计变量的材料。选择材料的标准是

  • 核应用中的抗辐射性
  • 太空应用中的耐真空性
  • 耐高温性,工作温度可达 300°C
  • 在深达数千米的水下环境中的防水性和抗压性

此外,另一项尤为关键的挑战在于开发一种模块化结构,该结构的特点是每个自由度(DOF)均采用相同的单一模块进行构建。从技术层面而言,我们成功确保了每个模块都能轻松地进行调整,以满足特定需求,同时不会提升系统的复杂性或削弱其性能。

机械臂专为处理放射性材料、解除任务以及在热室和手套箱的放射性水下进行检查而设计

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FWR公司 机械臂专为海底维护、海上能源作业、深海勘探和环境监测而设计

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FWR公司正在进行更多测试和行业合作

在不久的将来,我们将致力于将机器人技术从TRL 4级提升至TRL 5级乃至6级。FWR公司的下一步工作重心将聚焦于两大核心战略领域:一是于实际操作环境中验证技术,二是拓展工业合作。

针对首个目标,我们将实施辐射与高温测试活动,旨在模拟机器人在放射性环境中的作业场景,并检验其在核基地进行远程检查与维护作业的能力。同时,我们亦将在热真空室内(模拟真空及高空温度环境)进行测试,以验证我们的系统在执行太空任务时于轨道上运行的有效性。

针对第二个目标,我们正积极构建战略合作伙伴关系,以期加速产品推向市场的时间进程。

  • 核领域:我们旨在携手主要行业伙伴,共同推进现有及新一代核电站的退役与维护项目
  • 空间领域:依托欧空局-BIC孵化计划的助力,我们将在空间领域发起试点项目,并与空间机构及私营公司合作,开展卫星维护以及主动空间碎片清理等应用项目

现场验证阶段完成后,FWR公司将着重于商业化部署与生产可扩展性,初期将推出小批量产品,迅速响应工业合作伙伴的特定需求。

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Xometry 择幂科技:Xometry 择幂科技为你们生产制造了哪些零部件?

Annika Hilgert:Xometry 择幂科技为我们的轮毂电动机制造铝制端盖。这些端盖几乎将电动机与传动系统及高压电缆完全隔离,同时也支撑着转子。

Xometry 择幂科技:是什么促使你们决定寻求Xometry 择幂科技的帮助?

Annika Hilgert:寻找制造合作伙伴具有很高的挑战性,尤其是对于那些对公差要求严格的复杂部件。因此,我们在上个赛季选择了Xometry择幂科技,协助我们生产电动机的端盖。

Xometry择幂科技:Xometry 择幂科技制造的部件质量对你们电动机的性能产生了怎样的影响?

Annika Hilgert:端盖是至关重要的部件,必须按照公差要求尽可能精确地制造。它们不仅支撑转子,还承受转子产生的扭矩。如果这些部件制造不当,就有可能导致轴承或传动系统的损坏。

Xometry择幂科技:你们与Xometry 择幂科技的合作体验怎么样?

Annika Hilgert:我们与Xometry择幂科技的合作体验非常好。去年Xometry 择幂科技制造的端盖按时交付,完美契合。凭借我们自研的电机,我们甚至在捷克的加速赛中获得了第三名。我们希望借助下一代电机和Xometry 择幂科技的新端盖继续提升我们的团队表现。

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