METRIS 机械臂

METRIS
机械臂

METRIS
机械臂

对工业产品的衡量不应只停留在产品的性能上,同时还要兼具简洁、吸引人的外观,英国产品化机构IDC认为,工业产品外观设计的价值在于体现产品科技和功能的质量,亦能在购买决策中满足决策者的心理诉求,并且工业产品的使用寿命较长,简洁新颖的外观使得产品的寿命更具可持续性。

当时的测量公司Metris(后被尼康科技公司收购)邀请IDC改进用于在狭小范围内进行空间和尺寸测量的机器人CMM臂的外观设计,以实现机器臂灵活机动性的同时又兼具美丽新颖的外观。双方经过紧密合作最终研发设计出尺寸最小的机械及外壳解决方案。

通常在产品的研发设计过程中,外观设计结构工程设计应同时进行。但对于机器人或机器臂的设计而言,最为重要的是保证其作业时的运动自由度,因而它们的外观设计需要在内部的核心结构完成后进行。

这也带来了此类产品在外观设计时的最大挑战:在保证内部核心结构以实现机器臂作业时的精准度和灵活性的同时又兼具吸引人的外观。这就要求设计人员要避免过去机器臂的运动与外观产生冲撞的两大矛盾:因内部核心结构而限制机器臂的外观设计亦或是因为外观设计而影响机器臂的自由运动;以及内部空间的不合理应用导致外观设计的体积庞大。

“避免机器臂以上两大设计矛盾关键在于这类产品的设计团队要同时理解结构和外观设计,因为在开发过程中需要对结构进行一定的变化和修正才能允许外观设计的外壳和内部的机械结构很好地结合在一起;也只有通过工程师与设计师的通力协作才能非常合理地排布空间,将产品做得紧凑。”英国产品化机构IDC分析。

IDC成功实现了Metris对产品尺寸和机动性所提出的各项要求,将近3500个部件组装到一个允许7个自由度的臂罩系统中,保证每个摆动部件在避免相互摩擦的同时又有足够的空间,且尽可能将内部空间排布得紧凑合理。

为适应机器臂在狭小空间内的不同温度、湿度等环境因素,经验丰富的IDC还对机器臂的材料选择和表面细节进行了特殊的处理。

最终机器臂产品包含精度极高的内部相连的7个轴臂,以及外部由电子发动机主导的骨架。该独特的研发过程创造出的测量机器人能够深入狭小空间内灵活作业,可测量许多传统产品无法到达的部位,这是一项重要的技术突破,并且提供绝对准确的测量,其观测量可达直径4.2米。

在IDC看来,通过对结构和外观的合理平衡,以及对细节的处理,医疗产品、工业产品的设计可以同时兼具功能性和外观的新颖性,并让简洁、新颖的外观设计赋予产品更长久的生命力。


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