आधुनिक रोबोटिक्स प्रौद्योगिकी में, विशेष रूप से औद्योगिक रोबोट के क्षेत्र में, पाँच प्रमुख प्रौद्योगिकियाँ शामिल हैंसर्वो मोटर्स, रेड्यूसर, मोशन जोड़, नियंत्रक और एक्चुएटर. ये मुख्य प्रौद्योगिकियां संयुक्त रूप से रोबोट की गतिशील प्रणाली और नियंत्रण प्रणाली का निर्माण करती हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि रोबोट सटीक, तेज और लचीली गति नियंत्रण और कार्य निष्पादन प्राप्त कर सके। निम्नलिखित इन पांच प्रमुख प्रौद्योगिकियों का गहन विश्लेषण प्रदान करेगा:
1. सर्वो मोटर
सर्वो मोटर्स रोबोट पावर सिस्टम का "हृदय" हैं, जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने और रोबोट के विभिन्न जोड़ों की गति को चलाने के लिए जिम्मेदार हैं। सर्वो मोटर्स का मुख्य लाभ उनकी उच्च-परिशुद्धता स्थिति, गति और टॉर्क नियंत्रण क्षमताओं में निहित है।
कार्य सिद्धांत: इनपुट करंट के चरण को बदलकर मोटर रोटर की स्थिति और गति को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए सर्वो मोटर्स आमतौर पर स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स (पीएमएसएम) या वैकल्पिक वर्तमान सर्वो मोटर्स (एसी सर्वो) का उपयोग करते हैं। अंतर्निर्मित एनकोडर वास्तविक समय फीडबैक सिग्नल प्रदान करता है, जो उच्च गतिशील प्रतिक्रिया और सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली बनाता है।
विशेषताएँ: सर्वो मोटर्स में व्यापक गति सीमा, उच्च दक्षता, कम जड़ता आदि की विशेषताएं होती हैं। वे बहुत कम समय में त्वरण, मंदी और स्थिति निर्धारण कार्यों को पूरा कर सकते हैं, जो रोबोट अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें बार-बार स्टार्ट स्टॉप और सटीक स्थिति की आवश्यकता होती है। .
बुद्धिमान नियंत्रण: आधुनिक सर्वो मोटर्स पीआईडी नियंत्रण, अनुकूली नियंत्रण इत्यादि जैसे उन्नत एल्गोरिदम को भी एकीकृत करते हैं, जो स्थिर प्रदर्शन बनाए रखने के लिए लोड परिवर्तनों के अनुसार स्वचालित रूप से पैरामीटर समायोजित कर सकते हैं।
2. रेड्यूसर
कार्य: रेड्यूसर सर्वो मोटर और रोबोट जोड़ के बीच जुड़ा हुआ है, और इसका मुख्य कार्य मोटर के उच्च गति रोटेशन आउटपुट को कम करना, टॉर्क को बढ़ाना और रोबोट जोड़ की उच्च टॉर्क और कम गति की आवश्यकताओं को पूरा करना है। .
प्रकार: आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले रिड्यूसर में हार्मोनिक रिड्यूसर और आरवी रिड्यूसर शामिल हैं। उनमें से,आरवी रिड्यूसरअपनी उच्च कठोरता, उच्च परिशुद्धता और बड़े ट्रांसमिशन अनुपात के कारण औद्योगिक रोबोटों में बहु अक्ष संयुक्त संरचनाओं के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं।
तकनीकी बिंदु: रेड्यूसर की विनिर्माण सटीकता सीधे रोबोट की दोहराव स्थिति सटीकता और परिचालन स्थिरता को प्रभावित करती है। हाई-एंड रिड्यूसर का आंतरिक गियर जाल क्लीयरेंस बेहद छोटा है, और उन्हें अच्छे पहनने के प्रतिरोध और लंबी सेवा जीवन की आवश्यकता होती है।
4. नियंत्रक
मुख्य कार्य: नियंत्रक रोबोट का मस्तिष्क है, जो निर्देश प्राप्त करता है और पूर्व निर्धारित कार्यक्रमों या वास्तविक समय गणना परिणामों के आधार पर प्रत्येक जोड़ की गति स्थिति को नियंत्रित करता है।
तकनीकी वास्तुकला: एम्बेडेड सिस्टम के आधार पर, नियंत्रक गति योजना, प्रक्षेपवक्र पीढ़ी और सेंसर डेटा फ़्यूज़न जैसे जटिल कार्यों को प्राप्त करने के लिए हार्डवेयर सर्किट, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर, माइक्रोकंट्रोलर और विभिन्न इंटरफेस को एकीकृत करता है।
उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम:आधुनिक रोबोट नियंत्रकजटिल कार्य आवश्यकताओं और अनिश्चित वातावरण में नियंत्रण चुनौतियों का समाधान करने के लिए आमतौर पर मॉडल प्रिडिक्टिव कंट्रोल (एमपीसी), स्लाइडिंग मोड वेरिएबल स्ट्रक्चर कंट्रोल (एसएमसी), फजी लॉजिक कंट्रोल (एफएलसी), और एडेप्टिव कंट्रोल जैसे उन्नत नियंत्रण सिद्धांतों को अपनाते हैं।
5. निष्पादक
परिभाषा और कार्य: एक्चुएटर एक उपकरण है जो नियंत्रक द्वारा उत्सर्जित विद्युत संकेतों को वास्तविक भौतिक क्रियाओं में परिवर्तित करता है। यह आम तौर पर सर्वो मोटर्स, रेड्यूसर और संबंधित यांत्रिक घटकों से बनी एक पूर्ण ड्राइविंग इकाई को संदर्भित करता है।
बल नियंत्रण और स्थिति नियंत्रण: एक्चुएटर को न केवल सटीक स्थिति नियंत्रण प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, बल्कि बल संवेदनशीलता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए कुछ सटीक असेंबली या चिकित्सा पुनर्वास रोबोटों, यानी बल नियंत्रण मोड के लिए टोक़ या स्पर्श प्रतिक्रिया नियंत्रण लागू करने की भी आवश्यकता होती है। संचालन प्रक्रिया.
अतिरेक और सहयोग: बहु-संयुक्त रोबोटों में, विभिन्न एक्चुएटर्स को अपने काम को समन्वयित करने की आवश्यकता होती है, और जोड़ों के बीच युग्मन प्रभाव को संभालने, लचीली गति प्राप्त करने और अंतरिक्ष में रोबोट के पथ अनुकूलन को प्राप्त करने के लिए उन्नत नियंत्रण रणनीतियों का उपयोग किया जाता है।
6. सेंसर तकनीक
हालाँकि पाँच प्रमुख प्रौद्योगिकियों में स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं किया गया है, सेंसर प्रौद्योगिकी रोबोटों के लिए धारणा और बुद्धिमान निर्णय लेने के लिए एक महत्वपूर्ण घटक है। उच्च परिशुद्धता और बुद्धिमान आधुनिक रोबोटों के लिए, पर्यावरण और स्व-स्थिति की जानकारी प्राप्त करने के लिए कई सेंसर (जैसे स्थिति सेंसर, टॉर्क सेंसर, विज़न सेंसर इत्यादि) को एकीकृत करना महत्वपूर्ण है।
स्थिति और वेग सेंसर: वास्तविक समय स्थिति और वेग प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए एनकोडर को सर्वो मोटर पर स्थापित किया जाता है, जिससे एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली बनती है; इसके अलावा, संयुक्त कोण सेंसर प्रत्येक गतिशील जोड़ के वास्तविक घूर्णन कोण को सटीक रूप से माप सकते हैं।
बल और टॉर्क सेंसर: एक्चुएटर्स या रोबोट के अंतिम प्रभावक में एम्बेडेड, संपर्क बल और टॉर्क को समझने के लिए उपयोग किया जाता है, जो रोबोट को सुचारू संचालन क्षमताओं और सुरक्षित इंटरैक्शन विशेषताओं के लिए सक्षम बनाता है।
दृश्य और पर्यावरणीय धारणा सेंसर: कैमरे, LiDAR, गहराई वाले कैमरे आदि सहित, दृश्य 3D पुनर्निर्माण, लक्ष्य पहचान और ट्रैकिंग, बाधा निवारण नेविगेशन और अन्य कार्यों के लिए उपयोग किया जाता है, जो रोबोट को गतिशील वातावरण के अनुकूल होने और संबंधित निर्णय लेने में सक्षम बनाता है।
7. संचार और नेटवर्क प्रौद्योगिकी
मल्टी रोबोट सिस्टम और रिमोट कंट्रोल परिदृश्यों में कुशल संचार तकनीक और नेटवर्क आर्किटेक्चर समान रूप से महत्वपूर्ण हैं
आंतरिक संचार: नियंत्रकों के बीच और नियंत्रकों और सेंसरों के बीच उच्च गति डेटा विनिमय के लिए स्थिर बस प्रौद्योगिकी, जैसे कैनोपेन, ईथरकैट और अन्य वास्तविक समय औद्योगिक ईथरनेट प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है।
बाहरी संचार: वाई-फाई, 5जी, ब्लूटूथ इत्यादि जैसी वायरलेस संचार प्रौद्योगिकियों के माध्यम से, रोबोट दूरस्थ निगरानी, प्रोग्राम अपडेट, बड़े डेटा विश्लेषण और अन्य कार्यों को प्राप्त करने के लिए अन्य उपकरणों और क्लाउड सर्वर के साथ बातचीत कर सकते हैं।
8. ऊर्जा एवं विद्युत प्रबंधन
बिजली प्रणाली: रोबोट के कार्यभार की विशेषताओं के लिए उपयुक्त बिजली आपूर्ति का चयन करें, और दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करने और अचानक उच्च-शक्ति मांगों को पूरा करने के लिए एक उचित बिजली प्रबंधन प्रणाली डिजाइन करें।
ऊर्जा पुनर्प्राप्ति और ऊर्जा-बचत तकनीक: कुछ उन्नत रोबोट प्रणालियों ने ऊर्जा पुनर्प्राप्ति तकनीक को अपनाना शुरू कर दिया है, जो समग्र ऊर्जा दक्षता में सुधार के लिए मंदी के दौरान यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा भंडारण में परिवर्तित करती है।
9. सॉफ्टवेयर और एल्गोरिथम स्तर
गति योजना और नियंत्रण एल्गोरिदम: प्रक्षेपवक्र निर्माण और पथ अनुकूलन से लेकर टकराव का पता लगाने और बाधा निवारण रणनीतियों तक, उन्नत एल्गोरिदम रोबोट की कुशल और सटीक गति का समर्थन करते हैं।
आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और स्वायत्त शिक्षण: मशीन लर्निंग और डीप लर्निंग जैसी तकनीकों का उपयोग करके, रोबोट अपने कार्य पूरा करने की क्षमताओं में सुधार करने के लिए लगातार प्रशिक्षित और पुनरावृत्त कर सकते हैं, जिससे अधिक जटिल निर्णय लेने वाले तर्क और स्वायत्त व्यवहार सक्षम हो सकते हैं।
10.मानव कंप्यूटर इंटरेक्शन प्रौद्योगिकी
कई अनुप्रयोग परिदृश्यों में, विशेष रूप से सेवा रोबोट और सहयोगी रोबोट के क्षेत्र में, मानवीकृत मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन तकनीक महत्वपूर्ण है:
वाक् पहचान और संश्लेषण: प्राकृतिक भाषा प्रसंस्करण (एनएलपी) तकनीक को एकीकृत करके, रोबोट मानव आवाज आदेशों को समझने और स्पष्ट और प्राकृतिक भाषण में प्रतिक्रिया प्रदान करने में सक्षम हैं।
स्पर्शनीय अंतःक्रिया: स्पर्शनीय प्रतिक्रिया तंत्र के साथ ऐसे रोबोट डिज़ाइन करें जो यथार्थवादी स्पर्श संवेदनाओं का अनुकरण कर सकें, संचालन या अंतःक्रिया के दौरान उपयोगकर्ता अनुभव और सुरक्षा को बढ़ा सकें।
हावभाव पहचान: मानव हावभाव को पकड़ने और उसका विश्लेषण करने के लिए कंप्यूटर विज़न तकनीक का उपयोग, रोबोट को गैर-संपर्क हावभाव आदेशों का जवाब देने और सहज परिचालन नियंत्रण प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।
चेहरे की अभिव्यक्ति और भावना की गणना: सामाजिक रोबोट में चेहरे की अभिव्यक्ति प्रणाली और भावना पहचानने की क्षमता होती है जो भावनाओं को व्यक्त कर सकती है, जिससे लोगों की भावनात्मक जरूरतों को बेहतर ढंग से अपनाया जा सकता है और संचार प्रभावशीलता में सुधार हो सकता है।
पोस्ट समय: सितम्बर-05-2024
