Robotin rakennesuunnittelumäärittää sen toiminnallisuuden, suorituskyvyn ja käyttöalueen. Robotit koostuvat tyypillisesti useista osista, joista jokaisella on oma tehtävänsä ja roolinsa. Seuraavassa on tyypillinen robotin rakenteen koostumus ja kunkin osan toiminnot:
1. Kori/runko
Määritelmä: Robotin päärunko, jota käytetään tukemaan ja yhdistämään muita komponentteja.
Materiaalit: Yleensä käytetään lujia metalliseoksia, muoveja tai komposiittimateriaaleja.
• Toiminto:
• Tukee ja suojaa sisäisiä osia.
Luo perusta muiden komponenttien asentamiselle.
Varmista koko rakenteen vakaus ja jäykkyys.
2. Liitokset/toimijat
Määritelmä: Liikkuvat osat, jotka mahdollistavat robotin liikkumisen.
• Tyyppi:
Sähkömoottorit: käytetään pyörivään liikkeeseen.
Hydrauliset toimilaitteet: käytetään liikkeisiin, jotka vaativat suurta vääntömomenttia.
Pneumaattiset toimilaitteet: käytetään nopeaa reagointia vaativiin liikkeisiin.
Servomoottorit: käytetään erittäin tarkkaan paikannukseen.
• Toiminto:
Ymmärrä robottien liike.
Hallitse liikkeen nopeutta, suuntaa ja voimaa.
3. Anturit
Määritelmä: Laite, jota käytetään havaitsemaan ulkoinen ympäristö tai sen oma tila.
• Tyyppi:
Asentoanturit: kuten enkooderit, joita käytetään liitosasemien havaitsemiseen.
Voima/vääntömomenttianturit: Käytetään kosketusvoimien havaitsemiseen.
Visuaaliset anturit/kamerat: Käytetään kuvantunnistukseen ja ympäristön havaitsemiseen.
Etäisyysanturit, esimultraäänianturit ja LiDAR, käytetään etäisyyden mittaamiseen.
Lämpötila-anturit: käytetään valvomaan ympäristön tai sisälämpötilaa.
Tuntoanturit: Käytetään kosketuksen tunnistamiseen.
Inertial Measurement Unit (IMU): käytetään kiihtyvyyden ja kulmanopeuden havaitsemiseen.
• Toiminto:
Tarjoa tietoa robottien ja ulkoisen ympäristön välisestä vuorovaikutuksesta.
Ymmärrä robottien havaintokyky.
4. Ohjausjärjestelmä
Määritelmä: Laitteisto- ja ohjelmistojärjestelmä, joka vastaa anturitietojen vastaanottamisesta, tietojen käsittelystä ja ohjeiden antamisesta toimilaitteille.
• Komponentit:
Keskusyksikkö (CPU): Laskennallisten tehtävien käsittely.
Muisti: Tallentaa ohjelmia ja tietoja.
Tulo-/lähtöliitännät: Liitä anturit ja toimilaitteet.
Viestintämoduuli: Toteuta viestintä muiden laitteiden kanssa.
Ohjelmisto: mukaan lukien käyttöjärjestelmät, ohjaimet, ohjausalgoritmit jne.
• Toiminto:
• Ohjaa robotin liikettä.
Toteuta robottien älykäs päätöksenteko.
• Vaihda tietoja ulkoisten järjestelmien kanssa.
5. Virtalähdejärjestelmä
Määritelmä: Laite, joka tuottaa energiaa roboteille.
• Tyyppi:
Akku: Käytetään yleisesti kannettavissa roboteissa.
AC-virtalähde: Käytetään yleisesti kiinteissä roboteissa.
DC-virtalähde: Soveltuu tilanteisiin, joissa vaaditaan vakaa jännite.
• Toiminto:
Anna tehoa robotille.
Hallitse energian allokointia ja varastointia.
6. Voimansiirtojärjestelmä
Määritelmä: Järjestelmä, joka siirtää tehoa toimilaitteista liikkuviin osiin.
• Tyyppi:
Vaihteisto: Käytetään nopeuden ja vääntömomentin vaihtamiseen.
Hihnasiirto: Käytetään voiman siirtämiseen pitkiä matkoja.
Ketjuvaihteisto: Soveltuu tilanteisiin, joissa vaaditaan suurta luotettavuutta.
Lyijyruuvivaihteisto: Käytetään lineaariseen liikkeeseen.
• Toiminto:
Siirrä toimilaitteen teho liikkuviin osiin.
Ota huomioon nopeuden ja vääntömomentin muunnos.
7. Manipulaattori
Määritelmä: Mekaaninen rakenne, jota käytetään tiettyjen tehtävien suorittamiseen.
• Komponentit:
• Nivelet: Saavuta monitasoinen liikkumisvapaus.
Päätetehostimet: käytetään suorittamaan tiettyjä tehtäviä, kuten tarttujat, imukupit jne.
• Toiminto:
• Saavuta tarkka kohteen tarttuminen ja sijoittaminen.
• Suorita monimutkaisia operatiivisia tehtäviä.
8. Mobiilialusta
Määritelmä: Osa, joka mahdollistaa robotin liikkumisen itsenäisesti.
• Tyyppi:
Pyörällinen: Soveltuu tasaisille pinnoille.
Telaketju: Sopii monimutkaisiin maastoihin.
Jalkainen: Sopii erilaisiin maastoihin.
• Toiminto:
Toteuta robottien autonominen liike.
Sopeutua erilaisiin työympäristöihin.
yhteenveto
Robottien rakennesuunnitteluon monimutkainen prosessi, joka sisältää tietoa ja teknologiaa useilta tieteenaloilta. Täydellinen robotti koostuu tyypillisesti rungosta, nivelistä, antureista, ohjausjärjestelmästä, voimajärjestelmästä, voimansiirtojärjestelmästä, robottivarresta ja liikkuvasta alustasta. Jokaisella osalla on erityinen tehtävänsä ja roolinsa, jotka yhdessä määräävät robotin suorituskyvyn ja käyttöalueen. Järkevä rakennesuunnittelu voi mahdollistaa robottien maksimaalisen tehokkuuden tietyissä sovellusskenaarioissa.
Postitusaika: 18.10.2024
