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关于日本机械和机器人等技术的一些见闻

2025-08-07邓乐豪

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为期9天的日本研学之旅我们参观了众多的企业以及东京工业展,在感受日本文化的同时,我也学习到很多有关机械、机器人等方面的专业知识,下面听我娓娓道来。
       企业第一站,京都京瓷。京瓷公司主要是做高性能的陶瓷材料相关的,跟机械专业没有太强的关系,与此同时,我们也只是参观了一下他的展厅,并没有去到生产线之类的地方。收获较为有限,但也有一些有意思的东西,看到了用精密陶瓷为材料做的一个发动机展示结构的模型。如图1。
 
发动机展示结构的模型
图1 发动机展示结构的模型
 
木质机床
图2 木质机床

       企业第二站是京都的欧姆龙太阳工厂。感受到日本企业的管理策略和人文关怀,专业相关的东西并不多。第三站是山崎马扎克机床博物馆。非常硬核的机械博物馆,收获颇丰。首先了解了机床的历史发展,在金属机床之前还有木质机床,很有意思。如图2。还看到了在蒸汽时代的工厂大型机械,由蒸汽机驱动的主轴带动工厂各个机器运动的庞大机构。这体现了一种理念,就是通过一个驱动件,辅以连杆齿轮带传动等元件实现多个从动件的运动,在控制系统不够发达的年代尤为重要。如图3。
 
驱动件
图3 驱动件
 
钟表齿轮组
图4 钟表齿轮组

       还看到一个由许多齿轮组构成的一个小摆钟,其中的间歇机构令我印象深刻,非常独特。钟表齿轮组如图4。间歇机构如图5。还看到了由前法拉利设计师设计的五轴机床,外观看上去非常好看,机床结构跟我们常见的五轴数控机床相差不大。

       其中也有几所大学让我发现了意想不到的机械小机构。第一个是在名古屋大学,有几位同学通过乐高积木搭建的装置验证了诺贝尔物理学奖。如图6。这令我非常诧异,我们知道很多基础的理论研究的验证机构都需要我们机械工程师进行结构设计。但是乐高积木的可靠性相比于铝件铁件还是太低了,但是相对于学生又有容易获取价格较低的有点,如果能合理设计结构和使用方法,不失为一条捷径。还有名古屋大学类似于创客工坊之类的地方,天文学爱好者用3d打印机打印的一个小的射电望远镜模型,很有意思,但是打印质量较差,层纹明显,支撑没拆干净没打磨,留下的痕迹较为严重,他们的打印机型号看上去也过老需要更换。如图7。
 
间歇机构
图5 间歇机构
 
乐高积木搭建的装置验证了诺贝尔物理学奖
图6 乐高积木搭建的装置验证了诺贝尔物理学奖
 
射电望远镜模型
图7 射电望远镜模型
 
人形机器人
图8 人形机器人

       还有在东京大学的展厅里陈列着人形机器人。如图8。看上去有一些年头了,外观设计非常好,已经跨越了恐怖谷效应,非常像人了,但是根据我对演示视频的观察,性能好像较差。这或许也是日本的人形机器人行业起步早,但是却落后的原因之一吧。首先过于注重外观设计没有太重视内部结构及运动控制方面,其次成本好像也没压下来。

       最后就是东京工业展。由于语言不通加上面向对象主要是日本企业,我们并没有在其中学习到太多专业强相关的知识,其中有一家企业由于宣传人员刚好会中文,跟我们讲解了他们的一些产品。其中有一个轴承不仅在中间有滚珠,两端也有两圈滚珠,使之承受能力可以更强一点。如图9。还有一个是滚珠丝杠花键轴,单轴两个轴承座就可以完成旋转和上下以及组合运动,空间非常小。如图10。
 
轴承
图9 轴承
 
滚珠丝杠花键轴
图10 滚珠丝杠花键轴

       总体上看,日本研学之旅收获颇丰,特别是在机械机器人相关领域。
责任编辑:程玥
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