Kaasaegses robootikatehnoloogias, eriti tööstusrobotite valdkonnas, on viis võtmetehnoloogiatservomootorid, reduktorid, liikumisliigendid, kontrollerid ja täiturid. Need põhitehnoloogiad konstrueerivad ühiselt roboti dünaamilise süsteemi ja juhtimissüsteemi, tagades, et robot suudab saavutada täpse, kiire ja paindliku liikumisjuhtimise ja ülesannete täitmise. Järgnev sisaldab nende viie võtmetehnoloogia põhjalikku analüüsi.
1. Servomootor
Servomootorid on robotite toitesüsteemide "süda", mis vastutavad elektrienergia muundamise eest mehaaniliseks energiaks ja roboti erinevate liigeste liikumise juhtimise eest. Servomootorite peamine eelis seisneb nende ülitäpses asendis, kiiruses ja pöördemomendi juhtimises.
Tööpõhimõte: servomootorites kasutatakse tavaliselt püsimagnetitega sünkroonmootoreid (PMSM) või vahelduvvoolu servomootoreid (AC Servo), et täpselt juhtida mootori rootori asendit ja kiirust, muutes sisendvoolu faasi. Sisseehitatud kodeerija annab reaalajas tagasiside signaale, moodustades suletud ahelaga juhtimissüsteemi, et saavutada kõrge dünaamiline reaktsioon ja täpne juhtimine.
Omadused: servomootoritel on lai kiirusvahemik, kõrge kasutegur, madal inerts jne. Nad suudavad kiirendada, aeglustada ja positsioneerida väga lühikese ajaga, mis on ülioluline robotirakenduste jaoks, mis nõuavad sagedast käivituspeatamist ja täpset positsioneerimist. .
Intelligentne juhtimine: kaasaegsed servomootorid integreerivad ka täiustatud algoritme, nagu PID-juhtimine, adaptiivne juhtimine jne, mis suudavad stabiilse jõudluse säilitamiseks automaatselt reguleerida parameetreid vastavalt koormuse muutustele.
2. Reduktor
Funktsioon: reduktor on ühendatud servomootori ja roboti liigendi vahel ning selle põhiülesanne on vähendada mootori kiiret pöörlemisvõimsust, suurendada pöördemomenti ning vastata robotliigendi suure pöördemomendi ja väikese kiiruse nõuetele. .
Tüüp: Tavaliselt kasutatavad reduktorid hõlmavad harmoonilisi reduktoreid ja RV reduktoreid. Nende hulgasRV reduktoridon oma suure jäikuse, suure täpsuse ja suure ülekandesuhte tõttu eriti sobivad mitmeteljeliste ühenduskonstruktsioonide jaoks tööstusrobotites.
Tehnilised punktid: Reduktori valmistamise täpsus mõjutab otseselt roboti korduvat positsioneerimise täpsust ja tööstabiilsust. Kõrgekvaliteediliste reduktorite sisemine käiguvahe on äärmiselt väike ning neil peab olema hea kulumiskindlus ja pikk kasutusiga.
4. Kontroller
Põhifunktsioon: kontroller on roboti aju, mis saab juhiseid ja juhib iga liigese liikumisolekut eelseadistatud programmide või reaalajas arvutustulemuste põhjal.
Tehniline arhitektuur: manustatud süsteemidel põhinev kontroller integreerib riistvaraahelaid, digitaalseid signaaliprotsessoreid, mikrokontrollereid ja erinevaid liideseid, et saavutada keerukaid funktsioone, nagu liikumise planeerimine, trajektoori genereerimine ja andurite andmete liitmine.
Täiustatud juhtimisalgoritmid:Kaasaegsed robotikontrolleridkasutatakse tavaliselt täiustatud juhtimisteooriaid, nagu mudeli ennustav juhtimine (MPC), libiseva režiimi muutuva struktuuri juhtimine (SMC), häguloogika juhtimine (FLC) ja adaptiivne juhtimine, et lahendada juhtimisprobleeme keeruliste ülesannete nõuete ja ebakindlate keskkondade korral.
5. Teostaja
Definitsioon ja funktsioon: Täiturmehhanism on seade, mis teisendab kontrolleri väljastatavad elektrilised signaalid tegelikeks füüsilisteks toiminguteks. Tavaliselt viitab see terviklikule ajamiüksusele, mis koosneb servomootoritest, reduktoritest ja nendega seotud mehaanilistest komponentidest.
Jõu juhtimine ja asendi juhtimine: täiturmehhanism ei pea mitte ainult saavutama täpset asendijuhtimist, vaid peab rakendama ka pöördemomendi või puutetundliku tagasiside juhtimist mõne täppismontaaži või meditsiinilise taastusravi roboti jaoks, st jõujuhtimise režiimi, et tagada jõutundlikkus ja ohutus töö ajal. operatsiooniprotsess.
Redundantsus ja koostöö: mitme liigendiga robotites peavad erinevad täiturmehhanismid oma tööd koordineerima ning liigendite vahelise sidestusefektide käsitlemiseks kasutatakse täiustatud juhtimisstrateegiaid, saavutades roboti paindliku liikumise ja teekonna optimeerimise ruumis.
6. Andurite tehnoloogia
Kuigi viies võtmetehnoloogias seda otseselt ei mainita, on sensortehnoloogia robotite jaoks oluline komponent taju ja arukate otsuste tegemisel. Väga täpsete ja intelligentsete kaasaegsete robotite jaoks on mitme anduri (nagu asendiandurid, pöördemomendi andurid, nägemisandurid jne) integreerimine keskkonna- ja eneseseisunditeabe saamiseks ülioluline.
Asendi- ja kiirusandurid: kooder on paigaldatud servomootorile, et anda reaalajas asukoha ja kiiruse tagasisidet, moodustades suletud ahelaga juhtimissüsteemi; Lisaks saavad liigendinurga andurid täpselt mõõta iga liikuva liigendi tegelikku pöördenurka.
Jõu- ja pöördemomendiandurid: sisseehitatud täiturmehhanismide või robotite lõpp-efektorisse, mida kasutatakse kontaktjõu ja pöördemomendi tuvastamiseks, mis võimaldab robotitel sujuvalt töötada ja ohutuid koostoimeomadusi.
Visuaalsed ja keskkonnataju andurid: sealhulgas kaamerad, LiDAR, sügavuskaamerad jne, mida kasutatakse stseeni 3D rekonstrueerimiseks, sihtmärkide tuvastamiseks ja jälgimiseks, takistuste vältimise navigeerimiseks ja muudeks funktsioonideks, mis võimaldavad robotitel kohaneda dünaamilise keskkonnaga ja teha vastavaid otsuseid.
7. Side- ja võrgutehnoloogia
Tõhus sidetehnoloogia ja võrguarhitektuur on sama olulised mitme roboti süsteemides ja kaugjuhtimisstsenaariumides
Sisemine side: kiire andmevahetus kontrollerite ning kontrollerite ja andurite vahel nõuab stabiilset siinitehnoloogiat, nagu CANopen, EtherCAT ja muud reaalajas tööstuslikud Etherneti protokollid.
Välisside: juhtmeta sidetehnoloogiate (nt Wi-Fi, 5G, Bluetooth jne) kaudu saavad robotid suhelda teiste seadmete ja pilveserveritega, et saavutada kaugseire, programmivärskenduste, suurandmete analüüsi ja muid funktsioone.
8. Energia ja võimsuse juhtimine
Toitesüsteem: valige roboti töökoormuse omadustele sobiv toiteallikas ja kavandage mõistlik toitehaldussüsteem, et tagada pikaajaline stabiilne töö ja vastata ootamatutele suure võimsusvajadustele.
Energia taaskasutamise ja energiasäästu tehnoloogia: mõned täiustatud robotsüsteemid on hakanud kasutusele võtma energia taaskasutamise tehnoloogiat, mis muudab mehaanilise energia aeglustamise ajal elektrienergia salvestamiseks, et parandada üldist energiatõhusust.
9. Tarkvara ja algoritmi tase
Liikumise planeerimise ja juhtimise algoritmid: alates trajektoori genereerimisest ja tee optimeerimisest kuni kokkupõrke tuvastamise ja takistuste vältimise strateegiateni – täiustatud algoritmid toetavad robotite tõhusat ja täpset liikumist.
Tehisintellekt ja autonoomne õpe: kasutades selliseid tehnoloogiaid nagu masinõpe ja süvaõpe, saavad robotid pidevalt treenida ja itereerida, et parandada oma ülesannete täitmise võimet, võimaldades keerukamat otsustusloogikat ja autonoomset käitumist.
10.Inimese arvutiga suhtlemise tehnoloogia
Paljudes rakendusstsenaariumides, eriti teenindusrobotite ja koostöörobotite valdkonnas, on inimese ja arvuti interaktsiooni tehnoloogia ülioluline:
Kõnetuvastus ja süntees: integreerides loomuliku keele töötlemise (NLP) tehnoloogia, suudavad robotid mõista inimese häälkäsklusi ning anda tagasisidet selges ja loomulikus kõnes.
Kombatav suhtlus: looge kombatava tagasiside mehhanismidega robotid, mis võivad simuleerida realistlikke puutetundlikke aistinguid, suurendades kasutuskogemust ja ohutust töötamise või suhtlemise ajal.
Žestituvastus: arvutinägemistehnoloogia kasutamine inimese liigutuste jäädvustamiseks ja analüüsimiseks, võimaldades robotitel reageerida kontaktivabadele žestikäskudele ja saavutada intuitiivne tööjuhtimine.
Näoilme ja emotsioonide arvutamine: sotsiaalsetel robotitel on näoilmesüsteemid ja emotsioonide tuvastamise võimalused, mis suudavad väljendada emotsioone, kohanedes seeläbi paremini inimeste emotsionaalsete vajadustega ja parandades suhtluse tõhusust.
Postitusaeg: 05.05.2024
