In moderne robotika-tegnologie, veral op die gebied van industriële robotte, sluit die vyf sleuteltegnologieë inservomotors, verkleiners, bewegingsverbindings, beheerders en aktuators. Hierdie kerntegnologieë bou gesamentlik die dinamiese stelsel en beheerstelsel van die robot, om te verseker dat die robot presiese, vinnige en buigsame bewegingsbeheer en taakuitvoering kan bereik. Die volgende sal 'n in-diepte ontleding van hierdie vyf sleuteltegnologieë verskaf:
1. Servomotor
Servomotors is die "hart" van robotkragstelsels, wat verantwoordelik is vir die omskakeling van elektriese energie in meganiese energie en die beweging van verskeie gewrigte van die robot aandryf. Die kernvoordeel van servomotors lê in hul hoë-presisie posisie, spoed en wringkragbeheervermoëns.
Werksbeginsel: Servomotors gebruik tipies permanente magneet sinchrone motors (PMSM) of wisselstroom servomotors (AC Servo) om die posisie en spoed van die motorrotor presies te beheer deur die fase van die insetstroom te verander. Die ingeboude enkodeerder verskaf intydse terugvoerseine, wat 'n geslote-lus beheerstelsel vorm om hoë dinamiese reaksie en presiese beheer te verkry.
Eienskappe: Servomotors het die kenmerke van 'n wye spoedreeks, hoë doeltreffendheid, lae traagheid, ens. Hulle kan versnelling, vertraging en posisionering aksies in 'n baie kort tyd voltooi, wat noodsaaklik is vir robottoepassings wat gereelde begin stop en presiese posisionering vereis .
Intelligente beheer: Moderne servomotors integreer ook gevorderde algoritmes soos PID-beheer, aanpasbare beheer, ens., wat parameters outomaties kan aanpas volgens lasveranderinge om stabiele werkverrigting te handhaaf.
2. Verminderaar
Funksie: Die verkleiner is verbind tussen die servomotor en die robotgewrig, en sy hooffunksie is om die hoëspoedrotasie-uitset van die motor te verminder, die wringkrag te verhoog en aan die vereistes van hoë wringkrag en lae spoed van die robotgewrig te voldoen. .
Tipe: Algemeen gebruikte verkleiners sluit harmoniese verkleiners en RV verkleiners in. Onder hulle,RV verkleinersis veral geskik vir meer-as-gewrigstrukture in industriële robotte as gevolg van hul hoë styfheid, hoë presisie en groot transmissieverhouding.
Tegniese punte: Die vervaardigingsakkuraatheid van die verkleiner beïnvloed die herhalende posisioneringsakkuraatheid en operasionele stabiliteit van die robot direk. Die interne ratgaasspeling van hoë-end verkleiners is uiters klein, en hulle moet goeie slytasieweerstand en lang lewensduur hê.
4. Kontroleur
Kernfunksie: Die beheerder is die brein van die robot, wat instruksies ontvang en die bewegingstatus van elke gewrig beheer op grond van voorafopgestelde programme of intydse berekeningsresultate.
Tegniese argitektuur: Gebaseer op ingebedde stelsels, integreer die beheerder hardewarekringe, digitale seinverwerkers, mikrobeheerders en verskeie koppelvlakke om komplekse funksies soos bewegingsbeplanning, baangenerering en sensordatasamesmelting te bereik.
Gevorderde beheeralgoritmes:Moderne robotbeheerdersneem gewoonlik gevorderde beheerteorieë soos Model Predictive Control (MPC), Sliding Mode Variable Structure Control (SMC), Fuzzy Logic Control (FLC) en Adaptive Control aan om beheeruitdagings in komplekse taakvereistes en onsekere omgewings aan te spreek.
5. Eksekuteur
Definisie en funksie: 'n Aktuator is 'n toestel wat elektriese seine wat deur 'n beheerder uitgestraal word omskakel in werklike fisiese aksies. Dit verwys tipies na 'n volledige dryfeenheid wat bestaan uit servomotors, verkleiners en verwante meganiese komponente.
Kragbeheer en posisiebeheer: Die aktuator moet nie net presiese posisiebeheer bewerkstellig nie, maar moet ook wringkrag of tasbare terugvoerbeheer implementeer vir een of ander presisiesamestelling of mediese rehabilitasie-robotte, dit wil sê, kragbeheermodus, om kragsensitiwiteit en veiligheid te verseker tydens die operasie proses.
Oortolligheid en samewerking: In multigewrigrobotte moet verskeie aktueerders hul werk koördineer, en gevorderde beheerstrategieë word gebruik om die koppelingseffekte tussen gewrigte te hanteer, om buigsame beweging en padoptimalisering van die robot in die ruimte te bewerkstellig.
6. Sensortegnologie
Alhoewel dit nie eksplisiet genoem word in die vyf sleuteltegnologieë nie, is sensortegnologie 'n belangrike komponent vir robotte om persepsie en intelligente besluitneming te bereik. Vir hoë-presisie en intelligente moderne robotte is die integrasie van veelvuldige sensors (soos posisiesensors, wringkragsensors, visiesensors, ens.) noodsaaklik om omgewings- en selftoestandinligting te verkry.
Posisie- en snelheidsensors: Die enkodeerder is op die servomotor geïnstalleer om intydse posisie- en snelheidterugvoer te verskaf, wat 'n geslotelusbeheerstelsel vorm; Boonop kan gewrigshoeksensors die werklike rotasiehoek van elke bewegende gewrig akkuraat meet.
Krag- en wringkragsensors: ingebed in die eindeffektor van aktueerders of robotte, wat gebruik word om kontakkrag en wringkrag waar te neem, wat robotte in staat stel om gladde werkingsvermoëns en veilige interaksie-eienskappe te hê.
Visuele en omgewing persepsie sensors: insluitend kameras, LiDAR, diepte kameras, ens., wat gebruik word vir toneel 3D rekonstruksie, teiken herkenning en opsporing, hindernis vermy navigasie en ander funksies, wat robotte in staat stel om by dinamiese omgewings aan te pas en ooreenstemmende besluite te neem.
7. Kommunikasie en netwerktegnologie
Doeltreffende kommunikasietegnologie en netwerkargitektuur is ewe deurslaggewend in multi-robotstelsels en afstandbeheer-scenario's
Interne kommunikasie: Hoëspoed data-uitruiling tussen beheerders en tussen beheerders en sensors vereis stabiele bustegnologie, soos CANopen, EtherCAT, en ander intydse industriële Ethernet-protokolle.
Eksterne kommunikasie: Deur draadlose kommunikasietegnologieë soos Wi Fi, 5G, Bluetooth, ens., kan robotte met ander toestelle en wolkbedieners interaksie hê om afstandmonitering, programopdaterings, grootdata-analise en ander funksies te bewerkstellig.
8. Energie- en Kragbestuur
Kragstelsel: Kies 'n kragtoevoer wat geskik is vir die kenmerke van die robot se werklading, en ontwerp 'n redelike kragbestuurstelsel om langtermyn-stabiele werking te verseker en aan skielike hoë-kragvereistes te voldoen.
Energieherwinning en energiebesparende tegnologie: Sommige gevorderde robotstelsels het begin om energieherwinningstegnologie aan te neem, wat meganiese energie omskakel in elektriese energieberging tydens vertraging om algehele energiedoeltreffendheid te verbeter.
9. Sagteware en Algoritme Vlak
Bewegingsbeplanning en beheeralgoritmes: Van baangenerering en padoptimalisering tot botsingsopsporing en hindernissevermydingstrategieë, gevorderde algoritmes ondersteun die doeltreffende en presiese beweging van robotte.
Kunsmatige intelligensie en outonome leer: Deur tegnologieë soos masjienleer en diep leer te gebruik, kan robotte voortdurend oefen en herhaal om hul taakvoltooiingsvermoëns te verbeter, wat meer komplekse besluitnemingslogika en outonome gedrag moontlik maak.
10.Menslike rekenaar interaksie tegnologie
In baie toepassingscenario's, veral in die velde van diensrobotte en samewerkende robotte, is gehumaniseerde mens-rekenaarinteraksietegnologie van kardinale belang:
Spraakherkenning en sintese: Deur natuurlike taalverwerking (NLP) tegnologie te integreer, is robotte in staat om menslike stemopdragte te verstaan en terugvoer in duidelike en natuurlike spraak te gee.
Taktiele interaksie: Ontwerp robotte met tasbare terugvoermeganismes wat realistiese tasbare sensasies kan simuleer, wat gebruikerservaring en veiligheid tydens werking of interaksie kan verbeter.
Gebareherkenning: Gebruik rekenaarvisietegnologie om menslike gebare vas te vang en te ontleed, wat robotte in staat stel om op nie-kontakgebarebevele te reageer en intuïtiewe operasionele beheer te verkry.
Gesigsuitdrukking en emosieberekening: Sosiale robotte het gesigsuitdrukkingstelsels en emosieherkenningsvermoëns wat emosies kan uitdruk, en sodoende beter by mense se emosionele behoeftes aanpas en kommunikasiedoeltreffendheid verbeter
Postyd: Sep-05-2024
