Der strukturelle Aufbau eines Robotersbestimmt dessen Funktionalität, Leistung und Einsatzbereich. Roboter bestehen typischerweise aus mehreren Teilen, von denen jeder seine spezifische Funktion und Rolle hat. Das Folgende ist ein typischer Roboterstrukturaufbau und die Funktionen jedes Teils:
1. Karosserie/Fahrgestell
Definition: Das Hauptgerüst eines Roboters, das zur Unterstützung und Verbindung anderer Komponenten dient.
Materialien: In der Regel werden hochfeste Legierungen, Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe verwendet.
• Funktion:
• Unterstützen und schützen Sie interne Komponenten.
Stellen Sie die Grundlage für die Installation anderer Komponenten bereit.
Sorgen Sie für Stabilität und Steifigkeit der Gesamtkonstruktion.
2. Gelenke/Akteure
Definition: Die beweglichen Teile, die es einem Roboter ermöglichen, sich zu bewegen.
• Typ:
Elektromotoren: werden für Drehbewegungen verwendet.
Hydraulische Aktuatoren: werden für Bewegungen verwendet, die ein hohes Drehmoment erfordern.
Pneumatische Antriebe: werden für Bewegungen verwendet, die eine schnelle Reaktion erfordern.
Servomotoren: werden für hochpräzise Positionierung verwendet.
• Funktion:
Erkennen Sie die Bewegung von Robotern.
Kontrollieren Sie die Geschwindigkeit, Richtung und Kraft der Bewegung.
3. Sensoren
Definition: Ein Gerät zur Wahrnehmung der äußeren Umgebung oder seines eigenen Zustands.
• Typ:
Positionssensoren: z. B. Encoder, die zur Erkennung der Gelenkpositionen verwendet werden.
Kraft-/Drehmomentsensoren: Werden zur Erkennung von Kontaktkräften verwendet.
Visuelle Sensoren/Kameras: Werden zur Bilderkennung und Umgebungswahrnehmung verwendet.
Abstandssensoren, wie zUltraschallsensoren und LiDAR, dienen der Distanzmessung.
Temperatursensoren: werden zur Überwachung der Umgebungs- oder Innentemperatur verwendet.
Taktile Sensoren: Werden zur Berührungserkennung verwendet.
Inertial Measurement Unit (IMU): dient zur Erfassung von Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit.
• Funktion:
Stellen Sie Daten zur Interaktion zwischen Robotern und der externen Umgebung bereit.
Erkennen Sie die Wahrnehmungsfähigkeit von Robotern.
4. Kontrollsystem
Definition: Ein Hardware- und Softwaresystem, das für den Empfang von Sensordaten, die Verarbeitung von Informationen und die Ausgabe von Anweisungen an Aktoren verantwortlich ist.
• Komponenten:
Zentraleinheit (CPU): Rechenaufgaben bearbeiten.
Speicher: Speichert Programme und Daten.
Eingabe-/Ausgabeschnittstellen: Verbinden Sie Sensoren und Aktoren.
Kommunikationsmodul: Implementieren Sie die Kommunikation mit anderen Geräten.
Software: einschließlich Betriebssysteme, Treiber, Steuerungsalgorithmen usw.
• Funktion:
• Steuern Sie die Bewegung des Roboters.
Verwirklichen Sie die intelligente Entscheidungsfindung von Robotern.
• Daten mit externen Systemen austauschen.
5. Stromversorgungssystem
Definition: Ein Gerät, das Roboter mit Energie versorgt.
• Typ:
Batterie: Wird häufig für tragbare Roboter verwendet.
Wechselstromversorgung: Wird häufig für stationäre Roboter verwendet.
Gleichstromversorgung: Geeignet für Situationen, die eine stabile Spannung erfordern.
• Funktion:
Versorgen Sie den Roboter mit Strom.
Verwalten Sie die Energiezuteilung und -speicherung.
6. Übertragungssystem
Definition: Ein System, das Kraft von Aktoren auf bewegliche Teile überträgt.
• Typ:
Getriebe: Wird zum Ändern von Geschwindigkeit und Drehmoment verwendet.
Riemenantrieb: Wird zur Kraftübertragung über große Entfernungen verwendet.
Kettenantrieb: Geeignet für Situationen, die eine hohe Zuverlässigkeit erfordern.
Leitspindelgetriebe: Wird für lineare Bewegungen verwendet.
• Funktion:
Übertragen Sie die Kraft des Aktuators auf die beweglichen Teile.
Realisieren Sie die Umwandlung von Drehzahl und Drehmoment.
7. Manipulator
Definition: Eine mechanische Struktur, die zur Ausführung bestimmter Aufgaben verwendet wird.
• Komponenten:
• Gelenke: Erzielen Sie Bewegungsfreiheit mit mehreren Freiheitsgraden.
Endeffektoren: werden zur Ausführung spezifischer Aufgaben verwendet, z. B. Greifer, Saugnäpfe usw.
• Funktion:
• Erzielen Sie ein präzises Erfassen und Platzieren von Objekten.
• Erledigen Sie komplexe operative Aufgaben.
8. Mobile Plattform
Definition: Der Teil, der es einem Roboter ermöglicht, sich autonom zu bewegen.
• Typ:
Auf Rädern: Geeignet für ebene Flächen.
Raupenketten: Geeignet für komplexes Gelände.
Mit Beinen: Geeignet für verschiedene Geländearten.
• Funktion:
Verwirklichen Sie autonome Bewegungen von Robotern.
Passen Sie sich an unterschiedliche Arbeitsumgebungen an.
Zusammenfassung
Der strukturelle Aufbau von Roboternist ein komplexer Prozess, an dem Wissen und Technologie aus mehreren Disziplinen beteiligt sind. Ein vollständiger Roboter besteht typischerweise aus einem Körper, Gelenken, Sensoren, einem Steuerungssystem, einem Energiesystem, einem Übertragungssystem, einem Roboterarm und einer mobilen Plattform. Jedes Teil hat seine spezifische Funktion und Rolle, die zusammen die Leistung und den Einsatzbereich des Roboters bestimmen. Durch eine sinnvolle Strukturgestaltung können Roboter in bestimmten Anwendungsszenarien maximale Effizienz erzielen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. Okt. 2024
