情感化設計旨在通過機器人的外觀設計引發(fā)用戶的情感共鳴,讓用戶對機器人產(chǎn)生情感依賴。例如,一些陪伴機器人的外觀設計會借鑒寵物的形象,如大眼睛、毛茸茸的身體等,這些可愛的元素能夠激發(fā)用戶的關愛之情,讓用戶將機器人視為親密的伙伴。情感化設計還可以通過機器人的表情、動作等非語言方式來實現(xiàn)。例如,機器人可以通過頭部的轉(zhuǎn)動、眼睛的眨動等動作來表達不同的情緒,與用戶進行更自然的情感交流。在設計過程中,要深入了解用戶的情感需求和心理特點,運用合適的設計元素和交互方式,實現(xiàn)機器人與用戶之間的情感連接。
在機器人結(jié)構設計過程中,需要對結(jié)構進行優(yōu)化,以提高機器人的性能和降低成本。結(jié)構優(yōu)化設計主要包括拓撲優(yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓撲優(yōu)化是在給定的設計空間、載荷工況和約束條件下,尋求材料在結(jié)構中的分布形式,以達到提高結(jié)構性能、減輕重量的目的。例如,通過拓撲優(yōu)化可以設計出更加合理的機器人機身結(jié)構,在保證強度和剛度的前提下,減輕機身重量,降低能耗。形狀優(yōu)化是對結(jié)構的外形進行優(yōu)化,以改善結(jié)構的力學性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對結(jié)構的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化,如桿件的長度、截面尺寸等,以滿足強度、剛度和穩(wěn)定性等要求,同時降低成本。在進行結(jié)構優(yōu)化設計時,通常需要借助計算機輔助工程(CAE)軟件,如有限元分析軟件,對結(jié)構進行模擬分析和優(yōu)化計算。
移動機器人需要具備在不同環(huán)境中移動的能力,其結(jié)構設計與固定機器人有很大的區(qū)別。移動機器人的底盤結(jié)構是設計的關鍵,常見的底盤結(jié)構有輪式、履帶式和足式等。輪式底盤具有運動速度快、效率高、結(jié)構簡單等優(yōu)點,適用于平坦路面的移動,如室內(nèi)服務機器人和物流搬運機器人。履帶式底盤則具有良好的通過性和穩(wěn)定性,能適應復雜地形,如野外探險機器人和工程搶險機器人。足式底盤模仿動物的行走方式,具有更好的靈活性和適應性,可在崎嶇不平的地面行走,但控制難度較大,目前主要應用于科研和特種領域。此外,移動機器人還需要配備合適的驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸掛系統(tǒng),以確保其在移動過程中的穩(wěn)定性和可靠性。
協(xié)作機器人強調(diào)與人類的協(xié)作,其結(jié)構設計需要滿足、靈活和易用等要求。在方面,協(xié)作機器人通常采用柔軟的外殼材料和低沖擊力的結(jié)構設計,以減少對人類的傷害。同時,協(xié)作機器人的結(jié)構設計要便于操作和編程,一般采用直觀的人機交互界面,讓非專業(yè)人員也能輕松上手。此外,協(xié)作機器人還需要配備高精度的傳感器,如力傳感器、視覺傳感器等,以便實時感知周圍環(huán)境和人類的動作,實現(xiàn)、的協(xié)作。