机器人电缆不应该是事后的想法

机器人，无论是作为“类人机器人”伴侣还是作为铰接式生产和装配臂，如今都受到了广泛关注，这是理所当然的。精确的电机控制、增强的视觉和图像处理、增强的中央处理器 (CPU) 能力、人工智能 (AI) 驱动的决策以及先进的抓握技术，使得关于机器人的讨论在投机记者的故事以及在各个行业日常运营的艰苦现实中。这种趋势是有道理的，考虑到这些高效的机器人模型工作良好，努力工作，不抱怨，不需要休息，并完成人类难以完成的事情。

您已经看到了从自动装配线到汉堡包翻转装置的图片和视频，这肯定令人印象深刻。这些机器人的大多数照片都显示出它们圆滑、流线型和干净，关于它们的设计和构造的技术讨论集中在算法、性能和功能上。

然而，对于工程师和设计师来说，大容量机器人设计中同样令人印象深刻的是从使用液压动力（及其所有令人头疼的问题）到电动机原动机的重大转变，尤其是在过去几年中。电动驱动器更清洁、更易于控制，并且如果软管破裂也不会造成漏油的风险。它们也更易于测试和维护，即使液压装置提供更高的功率密度/体积。（公平地说，液压系统也变得越来越智能，有各种各样的电子设备来控制和监督它们的动作——尽管原动机仍然是液压缸和活塞。）

但是电动机器人实施的一个方面很少被提及：这个方面是从控制单元和电源到手臂、关节和把手的电机和传感器的基本电缆。虽然这些电缆通常塞在类人机器人的框架内，因此是看不见的，但对于使用更广泛的装配/生产单元而言，情况通常并非如此。让我们面对现实：外部电缆束并不是令人兴奋的话题，从视觉上看，它们体积庞大，对大多数人来说有点没有吸引力。（你有没有注意到那些光鲜亮丽的“家居装饰”照片中并没有显示交流电 (AC) 电源线，而且只显示了台灯？） 

当然，在现实世界中，机器人的电源和控制电缆是必不可少的，并且通常连接在其手臂的外侧，因为手臂内部没有空间容纳这些相当笨重的电缆。然而，这种非常实际的做法会导致另一个问题：如何“修饰”电缆，使它们保持在应有的位置，允许必要的运动范围，并且不会缠结。

显而易见的解决方案很简单：只需使用电缆扎带、特殊胶带或类似的东西将它们连接到关节臂上。应该这样做，但通常做得不好。事实上，在具有许多自由度的先进机械臂中，电缆可能会扭曲、弯曲、拉紧或过度滥用，从而导致性能间歇性下降和彻底失效。

直到我在Tech Briefs上看到一篇题为“机器人电缆管理的少即是多的方法”的文章之前，我并没有过多地考虑这个主题，该文章讨论了“显而易见的”解决方案的问题和弱点。尽管它是由电缆保护线槽和外壳的供应商撰写的并且（因此）可能有偏见，但文章中的许多观点都是正确的。该文章甚至提供了指导原则，指导您应在何处将整个布线路径划分为可单独保护的部分。

长话短说：如果您正在对高度铰接的多轴机械臂进行任何工作，请务必在项目的“前沿”花费足够的时间和精力，以妥善解决布线电缆这一平凡而乏味的话题。它们与实现和保持可靠性能水平的任何其他元素一样重要。

您是否曾尝试找出因电缆标准损坏而导致的间歇性问题？它令人沮丧、混乱和恼人——并且会耗尽设计团队、调试专家和现场工程师的精力。然而，这也是一个利用他人专业知识的机会。例如，机器人电缆必须一遍又一遍地弯曲，所以为什么不看看电梯人员为他们的井道电缆做了什么。尽管他们没有与多自由度相关的机械臂问题，但他们知道如何制造一种灵活的电缆，承载自身重量和强大的动力，并具有坚固的外壳。

审核编辑 黄昊宇