U modernoj robotskoj tehnologiji, posebno u oblasti industrijskih robota, pet ključnih tehnologija uključujeservo motori, reduktori, pokretni zglobovi, kontroleri i aktuatori. Ove osnovne tehnologije zajednički konstruiraju dinamički sistem i upravljački sistem robota, osiguravajući da robot može postići preciznu, brzu i fleksibilnu kontrolu kretanja i izvršavanje zadataka. Sljedeće će pružiti detaljnu analizu ovih pet ključnih tehnologija:
1. Servo motor
Servo motori su "srce" robotskih energetskih sistema, odgovorni su za pretvaranje električne energije u mehaničku energiju i pokretanja pokreta raznih zglobova robota. Osnovna prednost servo motora leži u njihovoj visokoj preciznosti u kontroli položaja, brzine i momenta.
Princip rada: Servo motori obično koriste sinhrone motore s permanentnim magnetom (PMSM) ili servo motore naizmjenične struje (AC Servo) za preciznu kontrolu položaja i brzine rotora motora promjenom faze ulazne struje. Ugrađeni enkoder pruža povratne signale u realnom vremenu, formirajući kontrolni sistem zatvorene petlje za postizanje visokog dinamičkog odziva i precizne kontrole.
Karakteristike: Servo motori imaju karakteristike širokog raspona brzina, visoke efikasnosti, niske inercije itd. Oni mogu završiti akcije ubrzanja, usporavanja i pozicioniranja u vrlo kratkom vremenu, što je ključno za aplikacije robota koje zahtijevaju često zaustavljanje pokretanja i precizno pozicioniranje .
Inteligentna kontrola: Moderni servo motori također integriraju napredne algoritme kao što su PID kontrola, adaptivna kontrola, itd., koji mogu automatski prilagoditi parametre prema promjenama opterećenja kako bi održali stabilne performanse.
2. Reduktor
Funkcija: Reduktor je povezan između servo motora i robotskog zgloba, a njegova glavna funkcija je smanjenje izlazne snage motora velike brzine, povećanje okretnog momenta i ispunjavanje zahtjeva visokog zakretnog momenta i male brzine zgloba robota .
Tip: Obično korišteni reduktori uključuju harmonijske reduktore i RV reduktore. među njima,RV reduktorisu posebno pogodne za višeosne zglobne strukture u industrijskim robotima zbog svoje velike krutosti, visoke preciznosti i velikog prijenosnog omjera.
Tehničke točke: Preciznost proizvodnje reduktora direktno utječe na točnost ponavljanja pozicioniranja i operativnu stabilnost robota. Unutarnji razmak zupčaste mreže kod vrhunskih reduktora je izuzetno mali i moraju imati dobru otpornost na habanje i dug vijek trajanja.
4. Kontroler
Osnovna funkcija: Kontrolor je mozak robota, koji prima upute i kontrolira status pokreta svakog zgloba na osnovu unaprijed postavljenih programa ili rezultata proračuna u realnom vremenu.
Tehnička arhitektura: Zasnovano na ugrađenim sistemima, kontroler integriše hardverska kola, procesore digitalnih signala, mikrokontrolere i različite interfejse za postizanje složenih funkcija kao što su planiranje kretanja, generisanje putanje i fuzija podataka senzora.
Napredni algoritmi upravljanja:Moderni robotski kontroleriobično usvajaju napredne teorije upravljanja kao što su prediktivna kontrola modela (MPC), kontrola promenljive strukture kliznog režima (SMC), kontrola nejasne logike (FLC) i prilagodljiva kontrola za rešavanje izazova upravljanja u zahtevima složenih zadataka i nesigurnim okruženjima.
5. Izvršitelj
Definicija i funkcija: Aktuator je uređaj koji pretvara električne signale koje emituje kontroler u stvarne fizičke radnje. Obično se odnosi na kompletnu pogonsku jedinicu sastavljenu od servo motora, reduktora i srodnih mehaničkih komponenti.
Kontrola sile i kontrola položaja: aktuator ne samo da treba postići preciznu kontrolu položaja, već također treba implementirati kontrolu okretnog momenta ili taktilne povratne informacije za neke precizne montažne ili medicinske rehabilitacijske robote, odnosno način kontrole sile, kako bi se osigurala osjetljivost na silu i sigurnost tokom proces operacije.
Redundancija i saradnja: Kod robota sa više zglobova, različiti aktuatori moraju da koordiniraju svoj rad, a napredne strategije upravljanja koriste se za rukovanje efektima spajanja između zglobova, postižući fleksibilno kretanje i optimizaciju puta robota u prostoru.
6. Tehnologija senzora
Iako nije eksplicitno spomenuta u pet ključnih tehnologija, senzorska tehnologija je važna komponenta za robote za postizanje percepcije i inteligentnog donošenja odluka. Za visoko precizne i inteligentne moderne robote, ključna je integracija više senzora (kao što su senzori položaja, senzori momenta, senzori vida, itd.) za dobivanje informacija o okolišu i samostalnosti.
Senzori položaja i brzine: Enkoder je instaliran na servo motoru da pruži povratnu informaciju o poziciji i brzini u realnom vremenu, formirajući kontrolni sistem zatvorene petlje; Osim toga, senzori ugla zgloba mogu precizno izmjeriti stvarni ugao rotacije svakog pokretnog zgloba.
Senzori sile i momenta: ugrađeni u krajnji efektor aktuatora ili robota, koji se koriste za detekciju kontaktne sile i momenta, omogućavajući robotima da imaju nesmetan rad i sigurne karakteristike interakcije.
Senzori vizualne i ekološke percepcije: uključujući kamere, LiDAR, dubinske kamere, itd., koji se koriste za 3D rekonstrukciju scene, prepoznavanje i praćenje ciljeva, navigaciju izbjegavanja prepreka i druge funkcije, omogućavajući robotima da se prilagode dinamičnom okruženju i donose odgovarajuće odluke.
7. Komunikacija i mrežna tehnologija
Efikasna komunikaciona tehnologija i mrežna arhitektura su podjednako ključne u sistemima sa više robota i scenarijima daljinskog upravljanja
Interna komunikacija: Brza razmjena podataka između kontrolera i između kontrolera i senzora zahtijeva stabilnu tehnologiju sabirnice, kao što su CANopen, EtherCAT i drugi industrijski Ethernet protokoli u realnom vremenu.
Eksterna komunikacija: Putem bežičnih komunikacijskih tehnologija kao što su Wi-Fi, 5G, Bluetooth, itd., roboti mogu komunicirati s drugim uređajima i serverima u oblaku kako bi postigli daljinski nadzor, ažuriranje programa, analizu velikih podataka i druge funkcije.
8. Upravljanje energijom i snagom
Sistem napajanja: Odaberite napajanje prikladno za karakteristike radnog opterećenja robota i dizajnirajte razuman sistem upravljanja energijom kako biste osigurali dugotrajan stabilan rad i zadovoljili iznenadne zahtjeve velike snage.
Tehnologija povrata energije i uštede energije: Neki napredni robotski sistemi počeli su da usvajaju tehnologiju povrata energije, koja pretvara mehaničku energiju u skladište električne energije tokom usporavanja kako bi se poboljšala ukupna energetska efikasnost.
9. Nivo softvera i algoritma
Algoritmi za planiranje i kontrolu kretanja: Od generiranja putanje i optimizacije putanje do detekcije sudara i strategija izbjegavanja prepreka, napredni algoritmi podržavaju efikasno i precizno kretanje robota.
Umjetna inteligencija i autonomno učenje: Koristeći tehnologije kao što su strojno učenje i duboko učenje, roboti mogu kontinuirano trenirati i ponavljati kako bi poboljšali svoje sposobnosti izvršavanja zadataka, omogućavajući složeniju logiku donošenja odluka i autonomno ponašanje.
10.Tehnologija interakcije sa ljudskim računarom
U mnogim scenarijima primjene, posebno u oblastima servisnih robota i kolaborativnih robota, humanizirana tehnologija interakcije čovjeka i računara je ključna:
Prepoznavanje i sinteza govora: Integracijom tehnologije obrade prirodnog jezika (NLP), roboti su u stanju razumjeti ljudske glasovne komande i pružiti povratnu informaciju u jasnom i prirodnom govoru.
Taktilna interakcija: Dizajnirajte robote s mehanizmima taktilne povratne informacije koji mogu simulirati realistične taktilne senzacije, poboljšavajući korisničko iskustvo i sigurnost tokom rada ili interakcije.
Prepoznavanje gestova: Korištenje tehnologije kompjuterskog vida za snimanje i analizu ljudskih gestova, omogućavajući robotima da odgovore na beskontaktne komande pokretima i postignu intuitivnu operativnu kontrolu.
Izraz lica i izračunavanje emocija: Društveni roboti imaju sisteme ekspresije lica i sposobnosti prepoznavanja emocija koje mogu izraziti emocije, čime se bolje prilagođavaju emocionalnim potrebama ljudi i poboljšavaju efikasnost komunikacije
Vrijeme objave: Sep-05-2024
