Заманауи робототехника технологиясында, әсіресе өнеркәсіптік роботтар саласында бес негізгі технология кіредісервоқозғалтқыштар, редукторлар, қозғалыс қосылыстары, контроллерлер және жетектер. Бұл негізгі технологиялар роботтың нақты, жылдам және икемді қозғалысты басқаруға және тапсырмаларды орындауға қол жеткізуін қамтамасыз ететін роботтың динамикалық жүйесі мен басқару жүйесін бірлесіп құрастырады. Төменде осы бес негізгі технологияға терең талдау жасалады:
1. Сервомотор
Сервоқозғалтқыштар электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіруге және роботтың әртүрлі буындарының қозғалысын басқаруға жауап беретін робот қуат жүйелерінің «жүрегі» болып табылады. Сервоқозғалтқыштардың негізгі артықшылығы олардың жоғары дәлдіктегі орналасуында, жылдамдығында және айналу моментін басқару мүмкіндіктерінде жатыр.
Жұмыс принципі: Сервомоторлар әдетте кіріс тоғының фазасын өзгерту арқылы қозғалтқыш роторының орнын және жылдамдығын дәл бақылау үшін тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды (PMSM) немесе айнымалы ток сервоқозғалтқыштарын (AC Servo) пайдаланады. Кірістірілген кодер жоғары динамикалық жауап пен дәл басқаруға қол жеткізу үшін жабық циклды басқару жүйесін құра отырып, нақты уақыттағы кері байланыс сигналдарын қамтамасыз етеді.
Сипаттамалары: Сервоқозғалтқыштар кең жылдамдық диапазоны, жоғары тиімділік, төмен инерция және т.б. сипаттамаларына ие. Олар жылдамдату, баяулау және позициялау әрекеттерін өте қысқа уақыт ішінде аяқтай алады, бұл жиі іске қосуды тоқтатуды және дәл позициялауды қажет ететін робот қолданбалары үшін өте маңызды. .
Зияткерлік басқару: Заманауи сервоқозғалтқыштар сонымен қатар тұрақты өнімділікті сақтау үшін жүктеме өзгерістеріне сәйкес параметрлерді автоматты түрде реттей алатын PID басқару, адаптивті басқару және т.б. сияқты жетілдірілген алгоритмдерді біріктіреді.
2. Редуктор
Функция: Редуктор сервоқозғалтқыш пен робот қосылысы арасында қосылған және оның негізгі функциясы қозғалтқыштың жоғары жылдамдықты айналу шығысын азайту, моментті арттыру және робот қосылысының жоғары айналу моменті мен төмен жылдамдығының талаптарын қанағаттандыру болып табылады. .
Түрі: Жиі қолданылатын редукторларға гармоникалық редукторлар және RV редукторлары жатады. Олардың арасында,RV редукторларыжоғары қаттылық, жоғары дәлдік және үлкен беріліс қатынасына байланысты өнеркәсіптік роботтардағы көп осьті қосылыстар құрылымдары үшін әсіресе қолайлы.
Техникалық нүктелер: Редуктордың өндірістік дәлдігі роботтың қайталанатын орналасу дәлдігі мен жұмыс тұрақтылығына тікелей әсер етеді. Жоғары деңгейлі редукторлардың ішкі беріліс торының саңылауы өте аз және олардың тозуға төзімділігі және ұзақ қызмет ету мерзімі болуы керек.
4. Контроллер
Негізгі функция: Контроллер роботтың миы болып табылады, ол нұсқауларды қабылдайды және алдын ала орнатылған бағдарламалар немесе нақты уақыттағы есептеу нәтижелері негізінде әрбір буынның қозғалыс күйін басқарады.
Техникалық архитектура: Енгізілген жүйелерге негізделген контроллер қозғалысты жоспарлау, траекторияны генерациялау және сенсор деректерін біріктіру сияқты күрделі функцияларға қол жеткізу үшін аппараттық схемаларды, цифрлық сигнал процессорларын, микроконтроллерлерді және әртүрлі интерфейстерді біріктіреді.
Жетілдірілген басқару алгоритмдері:Қазіргі заманғы робот контроллерлеріКүрделі тапсырмалар талаптары мен белгісіз орталардағы басқару мәселелерін шешу үшін үлгі болжамды басқару (MPC), жылжымалы режимдегі айнымалы құрылымды басқару (SMC), анық емес логикалық басқару (FLC) және адаптивті басқару сияқты кеңейтілген басқару теорияларын әдетте қабылдайды.
5. Орындаушы
Анықтама және функция: Жетек дегеніміз контроллер шығаратын электрлік сигналдарды нақты физикалық әрекеттерге түрлендіретін құрылғы. Ол әдетте сервоқозғалтқыштардан, редукторлардан және тиісті механикалық құрамдастардан тұратын толық жетекті блокқа жатады.
Күшті басқару және позицияны бақылау: Жетек дәл позицияны бақылауға қол жеткізіп қана қоймайды, сонымен қатар кейбір дәл құрастыру немесе медициналық қалпына келтіру роботтары үшін айналу моментін немесе тактильді кері байланысты бақылауды, яғни күшке сезімталдық пен қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін күшті басқару режимін енгізуі керек. операция процесі.
Артық жұмыс және бірлескен жұмыс: көп буынды роботтарда әртүрлі жетектер жұмысын үйлестіруі керек және роботтың кеңістіктегі икемді қозғалысы мен жолын оңтайландыруға қол жеткізу үшін буындар арасындағы байланыстыру әсерлерін өңдеу үшін кеңейтілген басқару стратегиялары қолданылады.
6. Датчиктердің технологиясы
Бес негізгі технологияда нақты айтылмаса да, сенсорлық технология роботтардың қабылдауға және ақылды шешім қабылдауына қол жеткізу үшін маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Жоғары дәлдіктегі және интеллектуалды заманауи роботтар үшін қоршаған орта және өзін-өзі күй туралы ақпаратты алу үшін бірнеше сенсорларды (мысалы, позиция сенсорлары, момент сенсорлары, көру сенсорлары және т.б.) біріктіру өте маңызды.
Позиция және жылдамдық сенсорлары: кодер жабық циклды басқару жүйесін құра отырып, нақты уақыттағы позиция мен жылдамдықты кері байланысты қамтамасыз ету үшін сервоқозғалтқышқа орнатылады; Сонымен қатар, буын бұрышының сенсорлары әрбір қозғалатын буынның нақты айналу бұрышын дәл өлшей алады.
Күш пен момент сенсорлары: жетектердің немесе роботтардың соңғы эффекторына ендірілген, байланыс күші мен моментін сезіну үшін пайдаланылады, роботтарға біркелкі жұмыс істеу мүмкіндіктері мен қауіпсіз өзара әрекеттесу сипаттамаларына мүмкіндік береді.
Көрнекі және қоршаған ортаны қабылдау сенсорлары: соның ішінде камералар, LiDAR, тереңдік камералары және т.б., көріністі 3D қалпына келтіру, мақсатты тану және қадағалау, кедергілерді болдырмау навигациясы және роботтардың динамикалық ортаға бейімделуіне және сәйкес шешімдер қабылдауына мүмкіндік беретін басқа функциялар.
7. Коммуникациялық және желілік технология
Тиімді байланыс технологиясы мен желі архитектурасы көп роботты жүйелерде және қашықтан басқару сценарийлерінде бірдей маңызды
Ішкі байланыс: контроллерлер мен контроллерлер мен сенсорлар арасындағы жоғары жылдамдықты деректер алмасу CANopen, EtherCAT және басқа нақты уақыттағы өнеркәсіптік Ethernet протоколдары сияқты тұрақты шина технологиясын қажет етеді.
Сыртқы байланыс: Wi Fi, 5G, Bluetooth және т.б. сияқты сымсыз байланыс технологиялары арқылы роботтар қашықтан бақылауға, бағдарлама жаңартуларына, үлкен деректерді талдауға және басқа функцияларға қол жеткізу үшін басқа құрылғылармен және бұлттық серверлермен өзара әрекеттесе алады.
8. Энергия және қуатты басқару
Қуат жүйесі: Роботтың жұмыс жүктемесінің сипаттамаларына сәйкес келетін қуат көзін таңдаңыз және ұзақ мерзімді тұрақты жұмысты қамтамасыз ету және кенеттен жоғары қуат талаптарын қанағаттандыру үшін ақылға қонымды қуатты басқару жүйесін жобалаңыз.
Энергияны қалпына келтіру және энергияны үнемдеу технологиясы: Кейбір озық робот жүйелері жалпы энергия тиімділігін арттыру үшін баяулау кезінде механикалық энергияны электр энергиясын сақтауға түрлендіретін энергияны қалпына келтіру технологиясын қолдана бастады.
9. Бағдарламалық қамтамасыз ету және алгоритм деңгейі
Қозғалысты жоспарлау және басқару алгоритмдері: траекторияны құру мен жолды оңтайландырудан соқтығысты анықтау және кедергілерді болдырмау стратегияларына дейін жетілдірілген алгоритмдер роботтардың тиімді және дәл қозғалысын қолдайды.
Жасанды интеллект және автономды оқыту: машиналық оқыту және терең оқыту сияқты технологияларды қолдану арқылы роботтар тапсырмаларды орындау қабілеттерін жақсарту үшін үздіксіз жаттығып, қайталай алады, бұл күрделі шешім қабылдау логикасы мен автономды мінез-құлыққа мүмкіндік береді.
10.Адамның компьютерлік өзара әрекеттесу технологиясы
Көптеген қолданбалы сценарийлерде, әсіресе сервистік роботтар мен бірлескен роботтар салаларында адам мен компьютердің өзара әрекеттесуінің ізгілендірілген технологиясы өте маңызды:
Сөйлеуді тану және синтездеу: Табиғи тілді өңдеу (NLP) технологиясын біріктіру арқылы роботтар адамның дауыстық пәрмендерін түсініп, анық және табиғи сөйлеуде кері байланысты қамтамасыз ете алады.
Тактильді өзара әрекеттесу: нақты тактильді сезімдерді имитациялай алатын, пайдаланушы тәжірибесін және жұмыс немесе өзара әрекеттесу кезінде қауіпсіздігін арттыратын тактильді кері байланыс механизмдері бар роботтарды құрастырыңыз.
Қимылдарды тану: адамның қимылдарын түсіру және талдау үшін компьютерлік көру технологиясын пайдалану, роботтарға жанаспайтын қимыл командаларына жауап беруге және интуитивті операциялық басқаруға қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Бет әлпеті және эмоцияны есептеу: Әлеуметтік роботтарда эмоцияларды білдіре алатын, осылайша адамдардың эмоционалдық қажеттіліктеріне жақсы бейімделетін және қарым-қатынас тиімділігін арттыратын мимика жүйелері мен эмоцияларды тану мүмкіндіктері бар.
Жіберу уақыты: 05 қыркүйек 2024 ж
