Ժամանակակից ռոբոտաշինության տեխնոլոգիայում, հատկապես արդյունաբերական ռոբոտների ոլորտում, հինգ հիմնական տեխնոլոգիաները ներառում ենսերվո շարժիչներ, ռեդուկտորներ, շարժման միացումներ, կարգավորիչներ և ակտուատորներ. Այս հիմնական տեխնոլոգիաները համատեղ կառուցում են ռոբոտի դինամիկ համակարգը և կառավարման համակարգը՝ ապահովելով, որ ռոբոտը կարող է հասնել ճշգրիտ, արագ և ճկուն շարժման կառավարման և առաջադրանքների կատարմանը: Հետևյալը կտրամադրի այս հինգ հիմնական տեխնոլոգիաների խորը վերլուծությունը.
1. Սերվո շարժիչ
Սերվո շարժիչները ռոբոտի էներգահամակարգերի «սիրտն» են, որոնք պատասխանատու են էլեկտրական էներգիան մեխանիկական էներգիայի վերածելու և ռոբոտի տարբեր հոդերի շարժման համար: Սերվո շարժիչների հիմնական առավելությունը կայանում է նրանց բարձր ճշգրտության դիրքի, արագության և ոլորող մոմենտների կառավարման հնարավորությունների մեջ:
Աշխատանքային սկզբունք. Սերվո շարժիչները սովորաբար օգտագործում են մշտական մագնիսների համաժամանակյա շարժիչներ (PMSM) կամ փոփոխական հոսանքի սերվո շարժիչներ (AC Servo)՝ ճշգրիտ վերահսկելու շարժիչի ռոտորի դիրքն ու արագությունը՝ փոխելով մուտքային հոսանքի փուլը: Ներկառուցված կոդավորիչը տրամադրում է իրական ժամանակի հետադարձ կապի ազդանշաններ՝ ձևավորելով փակ հանգույցի կառավարման համակարգ՝ բարձր դինամիկ արձագանքման և ճշգրիտ հսկողության հասնելու համար:
Բնութագրերը. Սերվո շարժիչներն ունեն լայն արագության տիրույթ, բարձր արդյունավետություն, ցածր իներցիա և այլն: Նրանք կարող են արագացնել, դանդաղեցնել և դիրքավորել գործողությունները շատ կարճ ժամանակում, ինչը կարևոր է ռոբոտի այն ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են հաճախակի մեկնարկի կանգ և ճշգրիտ դիրքավորում: .
Խելացի կառավարում. Ժամանակակից սերվո շարժիչները նաև ինտեգրում են առաջադեմ ալգորիթմներ, ինչպիսիք են PID հսկողությունը, հարմարվողական հսկողությունը և այլն, որոնք կարող են ավտոմատ կերպով կարգավորել պարամետրերը ըստ բեռի փոփոխության՝ կայուն կատարումը պահպանելու համար:
2. Կրճատող
Գործառույթը. Ռեդուկտորը միացված է սերվո շարժիչի և ռոբոտի միացման միջև, և նրա հիմնական գործառույթն է նվազեցնել շարժիչի բարձր արագությամբ պտտվող ելքը, մեծացնել ոլորող մոմենտը և բավարարել ռոբոտի միացման բարձր պտտման և ցածր արագության պահանջները: .
Տեսակ. Սովորաբար օգտագործվող ռեդուկտորները ներառում են ներդաշնակ ռեդուկտորներ և RV կրճատիչներ: Նրանց թվում,RV կրճատիչներՀատկապես հարմար են արդյունաբերական ռոբոտների բազմաառանցքային հոդերի կառուցվածքների համար՝ շնորհիվ նրանց բարձր կոշտության, բարձր ճշգրտության և փոխանցման մեծ հարաբերակցության:
Տեխնիկական կետեր. Կրճատիչի արտադրության ճշգրտությունը ուղղակիորեն ազդում է ռոբոտի կրկնվող դիրքավորման ճշգրտության և գործառնական կայունության վրա: Բարձրակարգ ռեդուկտորների ներքին փոխանցման ցանցի մաքրումը չափազանց փոքր է, և դրանք պետք է ունենան լավ մաշվածության դիմադրություն և երկար սպասարկման ժամկետ:
4. Վերահսկիչ
Հիմնական գործառույթ. Կարգավորիչը ռոբոտի ուղեղն է, որը հրահանգներ է ստանում և վերահսկում է յուրաքանչյուր հոդերի շարժման կարգավիճակը՝ հիմնվելով նախադրված ծրագրերի կամ իրական ժամանակի հաշվարկի արդյունքների վրա:
Տեխնիկական ճարտարապետություն. Ներկառուցված համակարգերի հիման վրա կարգավորիչը ինտեգրում է ապարատային սխեմաներ, թվային ազդանշանի պրոցեսորներ, միկրոկոնտրոլերներ և տարբեր միջերեսներ՝ հասնելու բարդ գործառույթների, ինչպիսիք են շարժման պլանավորումը, հետագծի ստեղծումը և սենսորային տվյալների միաձուլումը:
Ընդլայնված կառավարման ալգորիթմներ.Ժամանակակից ռոբոտ կարգավորիչներսովորաբար ընդունում են առաջադեմ կառավարման տեսություններ, ինչպիսիք են Model Predictive Control (MPC), Sliding Mode Variable Structure Control (SMC), Fuzzy Logic Control (FLC) և Adaptive Control՝ լուծելու հսկողության մարտահրավերները բարդ առաջադրանքների պահանջներին և անորոշ միջավայրում:
5. Կատարող
Սահմանում և գործառույթ. Գործարկիչը սարք է, որը փոխակերպում է կարգավորիչի կողմից արձակված էլեկտրական ազդանշանները իրական ֆիզիկական գործողությունների: Այն սովորաբար վերաբերում է ամբողջական շարժիչ միավորին, որը կազմված է սերվո շարժիչներից, ռեդուկտորներից և հարակից մեխանիկական բաղադրիչներից:
Ուժի հսկողություն և դիրքի կառավարում. Գործարկիչը ոչ միայն պետք է հասնի ճշգրիտ դիրքի հսկողության, այլ նաև պետք է իրականացնի ոլորող մոմենտ կամ շոշափելի հետադարձ հսկողություն որոշ ճշգրիտ հավաքման կամ բժշկական վերականգնողական ռոբոտների համար, այսինքն՝ ուժի կառավարման ռեժիմ՝ ապահովելու ուժի զգայունությունը և անվտանգությունը ժամանակ: շահագործման գործընթացը:
Ավելորդություն և համագործակցություն. բազմահոդային ռոբոտներում տարբեր ակտուատորներ պետք է համակարգեն իրենց աշխատանքը, և առաջադեմ կառավարման ռազմավարություններն օգտագործվում են հոդերի միջև կապակցման էֆեկտները կարգավորելու համար՝ հասնելով ռոբոտի ճկուն շարժման և ճանապարհի օպտիմալացմանը տարածության մեջ:
6. Սենսորային տեխնոլոգիա
Թեև բացահայտորեն նշված չէ հինգ հիմնական տեխնոլոգիաներում, սենսորային տեխնոլոգիան կարևոր բաղադրիչ է ռոբոտների համար՝ ընկալման և խելացի որոշումներ կայացնելու համար: Բարձր ճշգրտության և խելացի ժամանակակից ռոբոտների համար շատ կարևոր է մի քանի սենսորների (օրինակ՝ դիրքի տվիչների, պտտող մոմենտների, տեսողության տվիչների և այլն) ինտեգրումը շրջակա միջավայրի և ինքնազգացողության մասին տեղեկատվություն ստանալու համար:
Դիրքի և արագության սենսորներ. կոդավորիչը տեղադրված է սերվո շարժիչի վրա իրական ժամանակում դիրքի և արագության հետադարձ կապ ապահովելու համար՝ ձևավորելով փակ հանգույցի կառավարման համակարգ; Բացի այդ, հոդերի անկյունային սենսորները կարող են ճշգրիտ չափել յուրաքանչյուր շարժվող հոդերի իրական պտտման անկյունը:
Ուժի և ոլորող մոմենտների սենսորներ. տեղադրված են ակտուատորների կամ ռոբոտների վերջնական էֆեկտորում, որոնք օգտագործվում են շփման ուժն ու ոլորող մոմենտը զգալու համար, ինչը ռոբոտներին հնարավորություն է տալիս սահուն շահագործման հնարավորություններ և անվտանգ փոխազդեցության բնութագրեր:
Տեսողական և շրջակա միջավայրի ընկալման սենսորներ. ներառյալ տեսախցիկներ, LiDAR, խորքային տեսախցիկներ և այլն, որոնք օգտագործվում են տեսարանների 3D վերակառուցման, թիրախների ճանաչման և հետևելու, խոչընդոտներից խուսափելու նավիգացիայի և այլ գործառույթների համար, որոնք ռոբոտներին հնարավորություն են տալիս հարմարվել դինամիկ միջավայրերին և կայացնել համապատասխան որոշումներ:
7. Կապի և ցանցային տեխնոլոգիա
Արդյունավետ հաղորդակցության տեխնոլոգիան և ցանցի ճարտարապետությունը հավասարապես կարևոր են բազմաբնակարան ռոբոտային համակարգերում և հեռակառավարման սցենարներում
Ներքին հաղորդակցություն. կարգավորիչների և կարգավորիչների և սենսորների միջև տվյալների բարձր արագ փոխանակումը պահանջում է կայուն ավտոբուսային տեխնոլոգիա, ինչպիսիք են CANopen, EtherCAT և իրական ժամանակի այլ արդյունաբերական Ethernet արձանագրություններ:
Արտաքին հաղորդակցություն. անլար կապի տեխնոլոգիաների միջոցով, ինչպիսիք են Wi-Fi-ը, 5G-ը, Bluetooth-ը և այլն, ռոբոտները կարող են փոխազդել այլ սարքերի և ամպային սերվերների հետ՝ հասնելու հեռավոր մոնիտորինգի, ծրագրերի թարմացումների, մեծ տվյալների վերլուծության և այլ գործառույթների:
8. Էներգիայի և էներգիայի կառավարում
Էներգամատակարարման համակարգ. Ընտրեք ռոբոտի աշխատանքային ծանրաբեռնվածության բնութագրերին համապատասխան սնուցման աղբյուր և նախագծեք էներգիայի կառավարման ողջամիտ համակարգ՝ երկարաժամկետ կայուն աշխատանք ապահովելու և բարձր էներգիայի հանկարծակի պահանջներին բավարարելու համար:
Էներգիայի վերականգնում և էներգախնայողության տեխնոլոգիա. որոշ առաջադեմ ռոբոտ համակարգեր սկսել են ընդունել էներգիայի վերականգնման տեխնոլոգիա, որը դանդաղեցման ժամանակ մեխանիկական էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի կուտակման՝ ընդհանուր էներգիայի արդյունավետությունը բարելավելու համար:
9. Ծրագրային ապահովման և ալգորիթմի մակարդակ
Շարժման պլանավորման և վերահսկման ալգորիթմներ. Հետագծի ձևավորումից և ճանապարհի օպտիմալացումից մինչև բախումների հայտնաբերում և խոչընդոտներից խուսափելու ռազմավարություններ, առաջադեմ ալգորիթմներն աջակցում են ռոբոտների արդյունավետ և ճշգրիտ շարժմանը:
Արհեստական ինտելեկտ և ինքնավար ուսուցում. օգտագործելով այնպիսի տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են մեքենայական ուսուցումը և խորը ուսուցումը, ռոբոտները կարող են շարունակաբար մարզվել և կրկնել՝ բարելավելու իրենց առաջադրանքները կատարելու ունակությունները՝ հնարավորություն տալով ավելի բարդ որոշումներ կայացնելու տրամաբանությանը և ինքնավար վարքագծին:
10.Մարդկային համակարգչի փոխազդեցության տեխնոլոգիա
Շատ կիրառական սցենարներում, հատկապես սպասարկող ռոբոտների և համագործակցող ռոբոտների ոլորտներում, մարդ-համակարգիչ փոխազդեցության տեխնոլոգիան կարևոր նշանակություն ունի.
Խոսքի ճանաչում և սինթեզ. Բնական լեզվի մշակման (NLP) տեխնոլոգիան ինտեգրելով՝ ռոբոտները կարողանում են հասկանալ մարդու ձայնային հրամանները և հետադարձ կապ ապահովել պարզ և բնական խոսքում:
Շոշափելի փոխազդեցություն. Նախագծեք ռոբոտներ շոշափելի հետադարձ կապի մեխանիզմներով, որոնք կարող են նմանակել իրատեսական շոշափելի սենսացիաներ՝ բարձրացնելով օգտատիրոջ փորձը և անվտանգությունը շահագործման կամ փոխազդեցության ընթացքում:
Ժեստերի ճանաչում. համակարգչային տեսողության տեխնոլոգիայի օգտագործում՝ մարդկային ժեստերը գրավելու և վերլուծելու համար, ինչը ռոբոտներին հնարավորություն է տալիս արձագանքել ոչ կոնտակտային ժեստերի հրամաններին և հասնել ինտուիտիվ գործառնական հսկողության:
Դեմքի արտահայտությունների և զգացմունքների հաշվարկ. Սոցիալական ռոբոտներն ունեն դեմքի արտահայտման համակարգեր և զգացմունքների ճանաչման հնարավորություններ, որոնք կարող են արտահայտել զգացմունքները, դրանով իսկ ավելի լավ հարմարվելով մարդկանց հուզական կարիքներին և բարելավելով հաղորդակցման արդյունավետությունը:
Հրապարակման ժամանակը` 05-05-2024
