En la tecnologia de robòtica moderna, especialment en el camp dels robots industrials, les cinc tecnologies clau inclouenservomotors, reductors, articulacions de moviment, controladors i actuadors. Aquestes tecnologies bàsiques construeixen conjuntament el sistema dinàmic i el sistema de control del robot, assegurant que el robot pot aconseguir un control de moviment i una execució de tasques precís, ràpids i flexibles. El següent proporcionarà una anàlisi en profunditat d'aquestes cinc tecnologies clau:
1. Servomotor
Els servomotors són el "cor" dels sistemes de potència del robot, encarregats de convertir l'energia elèctrica en energia mecànica i impulsar el moviment de diverses articulacions del robot. L'avantatge bàsic dels servomotors rau en les seves capacitats de control de posició, velocitat i parell d'alta precisió.
Principi de funcionament: els servomotors solen utilitzar motors síncrons d'imant permanent (PMSM) o servomotors de corrent altern (AC Servo) per controlar amb precisió la posició i la velocitat del rotor del motor canviant la fase del corrent d'entrada. El codificador integrat proporciona senyals de retroalimentació en temps real, formant un sistema de control de llaç tancat per aconseguir una resposta dinàmica elevada i un control precís.
Característiques: Els servomotors tenen les característiques d'ampli rang de velocitat, alta eficiència, baixa inèrcia, etc. Poden completar accions d'acceleració, desacceleració i posicionament en molt poc temps, la qual cosa és crucial per a aplicacions de robots que requereixen una parada d'arrencada freqüent i un posicionament precís. .
Control intel·ligent: els servomotors moderns també integren algorismes avançats com ara control PID, control adaptatiu, etc., que poden ajustar automàticament els paràmetres segons els canvis de càrrega per mantenir un rendiment estable.
2. Reductor
Funció: el reductor està connectat entre el servomotor i l'articulació del robot, i la seva funció principal és reduir la sortida de rotació d'alta velocitat del motor, augmentar el parell i complir els requisits de parell elevat i baixa velocitat de l'articulació del robot. .
Tipus: els reductors d'ús habitual inclouen reductors harmònics i reductors RV. Entre ells,Reductors de RVSón especialment adequades per a estructures d'articulació de diversos eixos en robots industrials a causa de la seva alta rigidesa, alta precisió i gran relació de transmissió.
Punts tècnics: la precisió de fabricació del reductor afecta directament la precisió de posicionament repetitiu i l'estabilitat operativa del robot. La separació interna de la malla de l'engranatge dels reductors de gamma alta és extremadament petita i han de tenir una bona resistència al desgast i una llarga vida útil.
4. Controlador
Funció bàsica: el controlador és el cervell del robot, que rep instruccions i controla l'estat del moviment de cada articulació en funció de programes preestablerts o resultats de càlcul en temps real.
Arquitectura tècnica: basat en sistemes integrats, el controlador integra circuits de maquinari, processadors de senyal digital, microcontroladors i diverses interfícies per aconseguir funcions complexes com ara la planificació del moviment, la generació de trajectòries i la fusió de dades del sensor.
Algoritmes de control avançats:Controladors de robots modernssolen adoptar teories de control avançades, com ara Model Predictive Control (MPC), Sliding Mode Variable Structure Control (SMC), Fuzzy Logic Control (FLC) i Adaptive Control per abordar els reptes de control en requisits de tasques complexes i entorns incerts.
5. Marxes
Definició i funció: un actuador és un dispositiu que converteix els senyals elèctrics emesos per un controlador en accions físiques reals. Normalment es refereix a una unitat de conducció completa composta per servomotors, reductors i components mecànics relacionats.
Control de força i control de posició: l'actuador no només ha d'aconseguir un control precís de la posició, sinó que també ha d'implementar un control de parell o de retroalimentació tàctil per a alguns robots de muntatge de precisió o rehabilitació mèdica, és a dir, el mode de control de força, per garantir la sensibilitat i la seguretat de la força durant el procés d'operació.
Redundància i col·laboració: en robots multiarticulacions, diversos actuadors han de coordinar el seu treball i s'utilitzen estratègies de control avançades per gestionar els efectes d'acoblament entre articulacions, aconseguint un moviment flexible i una optimització de la trajectòria del robot a l'espai.
6. Tecnologia de sensors
Tot i que no s'esmenta explícitament a les cinc tecnologies clau, la tecnologia dels sensors és un component important perquè els robots assoleixin la percepció i la presa de decisions intel·ligents. Per als robots moderns intel·ligents i d'alta precisió, la integració de múltiples sensors (com sensors de posició, sensors de parell, sensors de visió, etc.) per obtenir informació ambiental i d'estat propi és crucial.
Sensors de posició i velocitat: el codificador s'instal·la al servomotor per proporcionar retroalimentació de posició i velocitat en temps real, formant un sistema de control de llaç tancat; A més, els sensors d'angle d'articulació poden mesurar amb precisió l'angle de rotació real de cada articulació en moviment.
Sensors de força i parell: integrats a l'efector final d'actuadors o robots, utilitzats per detectar la força de contacte i el parell, cosa que permet als robots tenir capacitats de funcionament suau i característiques d'interacció segura.
Sensors de percepció visual i ambiental: incloses càmeres, LiDAR, càmeres de profunditat, etc., utilitzats per a la reconstrucció d'escenes 3D, reconeixement i seguiment d'objectius, navegació per evitar obstacles i altres funcions, que permeten als robots adaptar-se a entorns dinàmics i prendre les decisions corresponents.
7. Tecnologia de la comunicació i la xarxa
La tecnologia de comunicació eficient i l'arquitectura de xarxa són igualment crucials en sistemes multirobòtics i escenaris de control remot
Comunicació interna: l'intercanvi de dades d'alta velocitat entre controladors i entre controladors i sensors requereix una tecnologia de bus estable, com ara CANopen, EtherCAT i altres protocols Ethernet industrials en temps real.
Comunicació externa: mitjançant tecnologies de comunicació sense fil com Wi-Fi, 5G, Bluetooth, etc., els robots poden interactuar amb altres dispositius i servidors en núvol per aconseguir un seguiment remot, actualitzacions de programes, anàlisi de grans dades i altres funcions.
8. Gestió d'energia i potència
Sistema d'alimentació: seleccioneu una font d'alimentació adequada per a les característiques de la càrrega de treball del robot i dissenyeu un sistema de gestió d'energia raonable per garantir un funcionament estable a llarg termini i satisfer les demandes sobtades d'alta potència.
Tecnologia de recuperació d'energia i estalvi d'energia: alguns sistemes de robots avançats han començat a adoptar tecnologia de recuperació d'energia, que converteix l'energia mecànica en emmagatzematge d'energia elèctrica durant la desacceleració per millorar l'eficiència energètica general.
9. Nivell de programari i algorisme
Algoritmes de control i planificació del moviment: des de la generació de trajectòries i l'optimització del recorregut fins a les estratègies de detecció de col·lisions i evitació d'obstacles, els algorismes avançats donen suport al moviment eficient i precís dels robots.
Intel·ligència artificial i aprenentatge autònom: mitjançant l'ús de tecnologies com l'aprenentatge automàtic i l'aprenentatge profund, els robots poden entrenar i iterar contínuament per millorar les seves habilitats de realització de tasques, permetent una lògica de presa de decisions més complexa i un comportament autònom.
10.Tecnologia d'interacció humana amb ordinador
En molts escenaris d'aplicació, especialment en els camps dels robots de servei i els robots col·laboratius, la tecnologia d'interacció humanitzada home-ordinador és crucial:
Reconeixement i síntesi de la veu: mitjançant la integració de la tecnologia de processament del llenguatge natural (NLP), els robots són capaços d'entendre les ordres de veu humana i proporcionar comentaris amb una parla clara i natural.
Interacció tàctil: dissenyeu robots amb mecanismes de retroalimentació tàctil que puguin simular sensacions tàctils realistes, millorant l'experiència de l'usuari i la seguretat durant el funcionament o la interacció.
Reconeixement de gestos: utilitzant la tecnologia de visió per ordinador per capturar i analitzar els gestos humans, permetent als robots respondre a ordres de gestos sense contacte i aconseguir un control operatiu intuïtiu.
Expressió facial i càlcul d'emocions: els robots socials tenen sistemes d'expressió facial i capacitats de reconeixement d'emocions que poden expressar emocions, adaptant-se així millor a les necessitats emocionals de les persones i millorant l'eficàcia de la comunicació.
Hora de publicació: Set-05-2024
