特斯拉人形机器人Optimus的执行器设计专利

1. 线性执行器与旋转执行器的结合

Optimus采用了线性执行器和旋转执行器的结合，以优化机器人的运动性能和能量效率。线性执行器主要分布于膝肘等摆动角度不大的单自由度关节和腕踝两个双自由度但体积紧凑的关节，而旋转执行器则主要分布于肩髋等需要大角度旋转的关节。这种结合方式不仅提高了机器人的运动灵活性，还降低了能耗。

2. 线性执行器的具体设计

• ‌空间利用率高‌：线性执行器可以纵向布局，最大限度利用腿部内部空间，布置更大更长的电机，提供更大的推动力。

• ‌自锁能力‌：线性执行器的螺杆传动机构通过合理设计可以具备自锁能力，即下半身不动时可以自动锁定姿态，不耗能，形成一个低功耗且稳定的底部支架。

• ‌集成力传感器‌：特斯拉在线性执行器上集成力传感器直接检测螺杆负载，以此来弥补传动透明度低的不足，提高控制的精确性。

3. 反向行星滚柱丝杠技术的应用

Optimus的某些线性执行器采用了反向行星滚柱丝杠技术，即螺母旋转、螺杆不动的设计。这种技术的特点是承载能力极强、寿命超长，但滚子及螺母磨制工艺复杂、装配难度大、成本高。然而，通过特殊的设计和工艺，可以在保证性能的前提下降低成本。

4. 专利保护与创新点

特斯拉针对上述执行器设计申请了多项专利，以保护其技术创新。这些专利不仅涵盖了执行器的具体结构和设计方法，还包括了相关的控制系统和算法。通过专利保护，特斯拉能够确保其人形机器人在市场上的领先地位，并防止竞争对手的模仿和抄袭。

综上所述，特斯拉人形机器人Optimus的执行器设计专利涉及多个方面，包括线性执行器与旋转执行器的结合、线性执行器的具体设计、反向行星滚柱丝杠技术的应用以及专利保护与创新点。这些专利不仅体现了特斯拉在人形机器人研发方面的深厚实力，也为其产品的不断迭代和优化提供了坚实的技术支持。