随着机器人技术变得越来越先进,越来越容易接近,我们已经看到越来越多的机器人伴侣产品进入市场,旨在模拟人类互动。

球面的最新产品,最终闪电麦昆,展示了该公司在工程和设计方面对逼真机器人技术的掌握。与BB-8 Droid相似,这一与皮克斯合作的新产品具有令人印象深刻的animatronics功能,使产品栩栩如生。

快速观察闪电在其外表下栩栩如生的运动(自动和触摸激活):

在本次拆卸中,我们将重点介绍一些最重要的功能,这些功能提供了逼真的效果:

1.感情的悬架闪电的前轮可以在两个轴上移动,就像你在汽车电影中看到的那样,给这个玩具一个逼真的质量。

2.电子的脸-一个电子嘴片结合眼睛通过定制LCD显示闪电面部表情和个性。

3.电容式触摸传感器-有五个传感器安装在顶部的外壳,因此产品反应被触摸。

快速提醒虚构的是一个制造平台,我们的专业知识围绕硬件开发的机械方面。因此,对于拆卸,我们深入机械系统,将电气分析留给我们的EE朋友。

让我们潜水吧!

情绪中止

前轮总成总共包含5个执行器。后轮总成不包含执行器。这是官方的:闪电是前轮驱动,就像最好的汽车:迷你库珀!

你可能会惊讶地听到,前轮胎和后轮胎是不同的:前轮胎与弹性体履带共模,但后轮胎是刚性塑料。这是有道理的,因为只有前轮胎需要牵引力。

在拆卸过程中,我们发现即使电容式触摸传感器已断开连接,悬架仍会继续移动。这就是闪电如此逼真的部分原因——它从不静止。

让我们在这里定义一个坐标系统:从左门到右门是x轴,从引擎盖到行李箱是y轴,从起落架到车顶是z轴。

前轮可以独立上下移动(围绕汽车的x轴)。这是由直流电机驱动的齿轮箱驱动的。旋转电位计测量位置。

前轮可以绕汽车的z轴旋转,但不能独立旋转。两个车轮都是由相同的电机和齿轮箱通过连杆控制的,你猜到了……有一个电位计来测量位置。

前轮显然可以绕着自己的轴旋转。我们在每个车轮上发现了磁铁和霍尔效应传感器,用于测量转速。

后轮总成的左右两侧铰接在一起,扭转弹簧提供弹性悬架。

后轮不由任何电机驱动。然而,总成中有磁铁和霍尔效应传感器,可能用于测量转速。

电子人脸

口面板是共模,刚性组件是半透明的,并作为头灯盖,弹性体组件是非常软的Shore 20-30A。

有两个塑料片代表齿的顶部和底部排。魔鬼在细节中!

我们在前照灯里发现了一对红外收发器。这些类型的组件通常用于避障,但也可用于环境光感应。

在嘴面板后面,我们发现了一个齿轮箱,旋转一个离轴的圆形部件,本质上是一个凸轮机构。

椭圆形环支架内的凸轮连接到下“唇”。当凸轮旋转时,下唇上下移动

下面的牙齿也被限制在下唇上,并随之移动。

液晶屏保护得很好。它完全封闭在一个透明的聚碳酸酯前窗,一个边框片,和一个后外壳。

在LCD屏幕及其刚性外壳之间,有一个弹性嵌框套筒。我们认为这是用于减振的。

LCD屏幕显示Lightning富有表情的眼睛。结合animatronic mouth,可以显示各种面部表情。

电容式触摸传感器

6个电容传感器放置在闪电的顶部身体外壳,允许闪电对触摸作出反应。

这些触觉传感器在如今的机器人玩具中很常见。我们之前在WowWee CHiP机器狗身上看到过。

主要收获

终极闪电麦昆是如此可爱、厚颜无耻、栩栩如生,以至于我们可能(情感上)很难把它拆下来。当我们打开它时,它一直在说话……说一些关于调音的事情。

虽然它不是一个小玩具,但它是我们在拆下的玩具中看到的包装最紧密的玩具。汽车后备箱里的六个变速箱、一块电池和一个大扬声器占据了车内大部分空间。没有人工重量,这东西实际上充满了机电一体化的好处。

作为机械工程师,我们能够理解在如此复杂的系统中投入了多少工作。对细节的关注也令人惊叹。例如:

  • 身体上的艺术品是丝网印刷vs贴纸
  • 相邻车身面板上的图形无缝连接在一起
  • 灯罩后面的前照灯总成看起来就像你在真正的汽车上看到的那样。

这是一个高端的玩具,价格也很匹配,但要让一切都恰到好处并不便宜。

系统集成的挑战也不容忽视——为了同步所有驱动器,使整个动作流畅逼真,必须付出大量的血汗和泪水。我可以想象皮克斯的利益相关者告诉工程师们再试一次,因为这和电影里的角色不太一样!

值得称赞的是,Sphero Lightning是一个机械奇迹,我们要回商店再买一个来玩。