A modern robotikai technológiában, különösen az ipari robotok területén, az öt kulcsfontosságú technológia közé tartozikszervomotorok, reduktorok, mozgási csuklók, vezérlők és működtetők. Ezek az alapvető technológiák együttesen építik fel a robot dinamikus rendszerét és vezérlőrendszerét, biztosítva, hogy a robot precíz, gyors és rugalmas mozgásvezérlést és feladatvégrehajtást érhessen el. Az alábbiakban ennek az öt kulcsfontosságú technológiának a mélyreható elemzése lesz:
1. Szervo motor
A szervomotorok a robotenergia-rendszerek "szíve", amelyek felelősek az elektromos energia mechanikai energiává alakításáért és a robot különböző ízületeinek mozgásáért. A szervomotorok fő előnye a nagy pontosságú pozíció-, fordulatszám- és nyomatékszabályozási képességeikben rejlik.
Működési elv: A szervomotorok jellemzően állandó mágneses szinkronmotorokat (PMSM) vagy váltóáramú szervomotorokat (AC Servo) használnak a motor forgórészének helyzetének és fordulatszámának precíz szabályozására a bemeneti áram fázisának változtatásával. A beépített kódoló valós idejű visszacsatoló jeleket biztosít, zárt hurkú vezérlőrendszert alkotva a magas dinamikus válasz és a precíz vezérlés érdekében.
Jellemzők: A szervomotorok jellemzői a széles fordulatszám-tartomány, a nagy hatásfok, az alacsony tehetetlenség stb. Nagyon rövid idő alatt képesek a gyorsításra, lassításra és pozicionálásra, ami döntő fontosságú a gyakori indítási leállítást és pontos pozicionálást igénylő robotalkalmazásoknál. .
Intelligens vezérlés: A modern szervomotorok olyan fejlett algoritmusokat is integrálnak, mint például a PID-szabályozás, az adaptív vezérlés stb., amelyek automatikusan beállíthatják a paramétereket a terhelés változásainak megfelelően a stabil teljesítmény fenntartása érdekében.
2. Szűkítő
Funkció: A reduktor a szervomotor és a robotcsukló közé van csatlakoztatva, és fő funkciója a motor nagy sebességű forgási teljesítményének csökkentése, a nyomaték növelése, valamint a robotcsukló nagy nyomatéka és alacsony sebessége követelményeinek kielégítése. .
Típus: Az általánosan használt reduktorok közé tartoznak a harmonikus reduktorok és az RV reduktorok. Köztük,RV reduktoroknagy merevségük, nagy pontosságuk és nagy áttételi arányuk miatt különösen alkalmasak többtengelyes csuklós szerkezetekhez ipari robotokban.
Technikai szempontok: A reduktor gyártási pontossága közvetlenül befolyásolja a robot ismétlődő pozicionálási pontosságát és működési stabilitását. A csúcskategóriás reduktorok belső fogaskerekes hálóhézaga rendkívül kicsi, jó kopásállósággal és hosszú élettartammal kell rendelkezniük.
4. Vezérlő
Alapfunkció: A vezérlő a robot agya, amely utasításokat kap, és előre beállított programok vagy valós idejű számítási eredmények alapján szabályozza az egyes ízületek mozgási állapotát.
Műszaki architektúra: A beágyazott rendszereken alapuló vezérlő hardver áramkörök, digitális jelfeldolgozók, mikrokontrollerek és különféle interfészek integrálásával olyan összetett funkciókat valósít meg, mint a mozgástervezés, a pálya generálása és az érzékelő adatok fúziója.
Speciális vezérlési algoritmusok:Modern robotvezérlőkgyakran alkalmaznak olyan fejlett vezérlési elméleteket, mint például a Model Prediktív vezérlés (MPC), a Csúszó módú változó szerkezetvezérlés (SMC), a Fuzzy Logic Control (FLC) és az Adaptive Control, hogy megbirkózzanak a vezérlési kihívásokkal összetett feladatkövetelményekben és bizonytalan környezetben.
5. Végrehajtó
Definíció és funkció: Az aktuátor olyan eszköz, amely a vezérlő által kibocsátott elektromos jeleket tényleges fizikai műveletekké alakítja. Jellemzően egy teljes meghajtóegységre utal, amely szervomotorokból, reduktorokból és kapcsolódó mechanikai alkatrészekből áll.
Erőszabályozás és helyzetszabályozás: Az aktuátornak nem csak precíz helyzetszabályozást kell elérnie, hanem bizonyos precíziós összeszerelési vagy orvosi rehabilitációs robotoknál nyomaték- vagy tapintható visszacsatolás-szabályozást, azaz erőszabályozási módot is meg kell valósítania az erőérzékenység és a biztonság biztosítása érdekében. a működési folyamat.
Redundancia és együttműködés: A többcsuklós robotoknál a különböző működtetőknek össze kell hangolniuk a munkájukat, és fejlett vezérlési stratégiákat alkalmaznak az ízületek közötti kapcsolási hatások kezelésére, így biztosítva a robot rugalmas mozgását és útoptimalizálását a térben.
6. Érzékelő technológia
Bár az öt kulcsfontosságú technológia nem említi kifejezetten, az érzékelőtechnológia fontos összetevője a robotoknak az észlelés és az intelligens döntéshozatal eléréséhez. A nagy pontosságú és intelligens modern robotok számára kulcsfontosságú több érzékelő (például helyzetérzékelők, nyomatékérzékelők, látásérzékelők stb.) integrálása a környezeti és önállapot-információk megszerzéséhez.
Helyzet- és sebességérzékelők: A jeladó a szervomotorra van felszerelve, hogy valós idejű helyzet- és sebesség-visszajelzést adjon, zárt hurkú vezérlőrendszert alkotva; Ezen túlmenően a csuklószög-érzékelők pontosan mérhetik az egyes mozgó kötések tényleges elfordulási szögét.
Erő- és nyomatékérzékelők: az aktuátorok vagy robotok végkifejezőjébe ágyazva, az érintkezési erő és nyomaték érzékelésére szolgálnak, lehetővé téve a robotok zökkenőmentes működését és biztonságos interakciós jellemzőit.
Vizuális és környezeti érzékelési érzékelők: beleértve a kamerákat, LiDAR-t, mélységkamerákat stb., amelyeket a jelenet 3D rekonstrukciójához, célfelismeréshez és -követéshez, akadályelkerülő navigációhoz és egyéb funkciókhoz használnak, lehetővé téve a robotok számára, hogy alkalmazkodjanak a dinamikus környezethez és megfelelő döntéseket hozzanak.
7. Kommunikációs és hálózati technológia
A hatékony kommunikációs technológia és a hálózati architektúra egyaránt kulcsfontosságú a több robotos rendszerekben és a távirányítós forgatókönyvekben
Belső kommunikáció: A vezérlők közötti, valamint a vezérlők és érzékelők közötti nagy sebességű adatcsere stabil busztechnológiát igényel, mint például a CANopen, EtherCAT és más valós idejű ipari Ethernet protokollok.
Külső kommunikáció: A vezeték nélküli kommunikációs technológiákon (például Wi-Fi, 5G, Bluetooth stb.) keresztül a robotok kölcsönhatásba léphetnek más eszközökkel és felhőszerverekkel a távoli megfigyelés, programfrissítés, nagy adatelemzés és egyéb funkciók elérése érdekében.
8. Energia és energiagazdálkodás
Energiaellátó rendszer: Válasszon a robot munkaterhelésének jellemzőinek megfelelő tápegységet, és tervezzen egy ésszerű energiagazdálkodási rendszert, amely biztosítja a hosszú távú stabil működést és kielégíti a hirtelen nagy teljesítményigényeket.
Energia-visszanyerés és energiatakarékos technológia: Egyes fejlett robotrendszerek elkezdték alkalmazni az energia-visszanyerési technológiát, amely lassítás közben a mechanikai energiát elektromos energiatárolóvá alakítja az általános energiahatékonyság javítása érdekében.
9. Szoftver és algoritmus szintje
Mozgástervezési és -vezérlési algoritmusok: A pályagenerálástól és az útoptimalizálástól az ütközésészlelési és akadályelkerülési stratégiákig a fejlett algoritmusok támogatják a robotok hatékony és precíz mozgását.
Mesterséges intelligencia és autonóm tanulás: Az olyan technológiák felhasználásával, mint a gépi tanulás és a mély tanulás, a robotok folyamatosan edzhetnek és iterálhatnak, hogy javítsák feladatvégzési képességeiket, lehetővé téve a bonyolultabb döntéshozatali logikát és az autonóm viselkedést.
10.Emberi számítógép interakciós technológia
Számos alkalmazási forgatókönyvben, különösen a kiszolgáló robotok és az együttműködő robotok területén, a humanizált ember-számítógép interakciós technológia kulcsfontosságú:
Beszédfelismerés és szintézis: A természetes nyelvi feldolgozás (NLP) technológia integrálásával a robotok képesek megérteni az emberi hangutasításokat és visszajelzést adni tiszta és természetes beszédben.
Tapintható interakció: Tervezz olyan robotokat, amelyek tapintható visszacsatolási mechanizmussal rendelkeznek, amelyek valósághű tapintási érzeteket szimulálnak, javítva a felhasználói élményt és a biztonságot működés vagy interakció során.
Gesztusfelismerés: A számítógépes látástechnológia felhasználása az emberi gesztusok rögzítésére és elemzésére, lehetővé téve a robotok számára, hogy reagáljanak az érintés nélküli gesztusparancsokra, és intuitív működési vezérlést érjenek el.
Arckifejezés és érzelemszámítás: A szociális robotok arckifejezési rendszerekkel és érzelemfelismerő képességekkel rendelkeznek, amelyek képesek érzelmeket kifejezni, ezáltal jobban alkalmazkodnak az emberek érzelmi szükségleteihez és javítják a kommunikáció hatékonyságát
Feladás időpontja: 2024.05.05
