Il progetto strutturale di un robotne determina la funzionalità, le prestazioni e l'ambito di applicazione. I robot sono generalmente composti da più parti, ciascuna con la sua funzione e il suo ruolo specifici. Quella che segue è una tipica composizione della struttura del robot e le funzioni di ciascuna parte:
1. Carrozzeria/Telaio
Definizione: la struttura principale di un robot utilizzata per supportare e collegare altri componenti.
Materiali: solitamente vengono utilizzate leghe ad alta resistenza, plastica o materiali compositi.
• Funzione:
• Supportare e proteggere i componenti interni.
Fornire le basi per l'installazione di altri componenti.
Garantire la stabilità e la rigidità della struttura complessiva.
2. Snodi/Attori
Definizione: le parti mobili che consentono al robot di muoversi.
• Tipo:
Motori elettrici: utilizzati per il movimento rotatorio.
Attuatori idraulici: utilizzati per movimenti che richiedono una coppia elevata.
Attuatori pneumatici: utilizzati per movimenti che richiedono una risposta rapida.
Servomotori: utilizzati per il posizionamento ad alta precisione.
• Funzione:
Realizza il movimento dei robot.
Controlla la velocità, la direzione e la forza del movimento.
3. Sensori
Definizione: dispositivo utilizzato per percepire l'ambiente esterno o il proprio stato.
• Tipo:
Sensori di posizione: come gli encoder, utilizzati per rilevare le posizioni dei giunti.
Sensori di forza/coppia: utilizzati per rilevare le forze di contatto.
Sensori visivi/fotocamere: utilizzati per il riconoscimento delle immagini e la percezione ambientale.
Sensori di distanza, comesensori a ultrasuoni e LiDAR, vengono utilizzati per la misurazione della distanza.
Sensori di temperatura: utilizzati per monitorare la temperatura ambientale o interna.
Sensori tattili: utilizzati per rilevare il tocco.
Unità di misura inerziale (IMU): utilizzata per rilevare l'accelerazione e la velocità angolare.
• Funzione:
Fornire dati sull'interazione tra i robot e l'ambiente esterno.
Realizzare la capacità di percezione dei robot.
4. Sistema di controllo
Definizione: un sistema hardware e software responsabile della ricezione dei dati dei sensori, dell'elaborazione delle informazioni e dell'invio di istruzioni agli attuatori.
• Componenti:
Unità di elaborazione centrale (CPU): Elaborazione di compiti computazionali.
Memoria: memorizza programmi e dati.
Interfacce di ingresso/uscita: collega sensori e attuatori.
Modulo di comunicazione: implementa la comunicazione con altri dispositivi.
Software: inclusi sistemi operativi, driver, algoritmi di controllo, ecc.
• Funzione:
• Controllare il movimento del robot.
Realizzare un processo decisionale intelligente dei robot.
• Scambiare dati con sistemi esterni.
5. Sistema di alimentazione
Definizione: un dispositivo che fornisce energia ai robot.
• Tipo:
Batteria: comunemente utilizzata per i robot portatili.
Alimentazione CA: comunemente utilizzata per robot fissi.
Alimentatore CC: adatto a situazioni che richiedono una tensione stabile.
• Funzione:
Fornire alimentazione al robot.
Gestire l'allocazione e lo stoccaggio dell'energia.
6. Sistema di trasmissione
Definizione: un sistema che trasferisce la potenza dagli attuatori alle parti mobili.
• Tipo:
Trasmissione ad ingranaggi: utilizzata per modificare velocità e coppia.
Trasmissione a cinghia: utilizzata per trasmettere potenza su lunghe distanze.
Trasmissione a catena: Adatta a situazioni che richiedono elevata affidabilità.
Trasmissione a vite: utilizzata per il movimento lineare.
• Funzione:
Trasferire la potenza dell'attuatore alle parti in movimento.
Realizza la conversione di velocità e coppia.
7. Manipolatore
Definizione: struttura meccanica utilizzata per eseguire compiti specifici.
• Componenti:
• Articolazioni: raggiungere più gradi di libertà di movimento.
Effettori finali: utilizzati per eseguire compiti specifici come pinze, ventose, ecc.
• Funzione:
• Ottenere una presa e un posizionamento precisi degli oggetti.
• Completare compiti operativi complessi.
8. Piattaforma mobile
Definizione: la parte che consente a un robot di muoversi autonomamente.
• Tipo:
Con ruote: adatto per superfici piane.
Cingolato: adatto a terreni complessi.
Con gambe: adatto a vari terreni.
• Funzione:
Realizzare il movimento autonomo dei robot.
Adattarsi a diversi ambienti di lavoro.
riepilogo
La progettazione strutturale dei robotè un processo complesso che coinvolge conoscenze e tecnologie provenienti da molteplici discipline. Un robot completo è generalmente costituito da corpo, giunti, sensori, sistema di controllo, sistema di alimentazione, sistema di trasmissione, braccio robotico e piattaforma mobile. Ogni parte ha la sua funzione e il suo ruolo specifici, che insieme determinano le prestazioni e l'ambito di applicazione del robot. Una progettazione strutturale ragionevole può consentire ai robot di raggiungere la massima efficienza in scenari applicativi specifici.
Orario di pubblicazione: 18 ottobre 2024
