Mūsdienu robotikas tehnoloģijās, īpaši industriālo robotu jomā, ietilpst piecas galvenās tehnoloģijasservomotori, reduktori, kustības savienojumi, kontrolleri un izpildmehānismi. Šīs pamattehnoloģijas kopīgi veido robota dinamisko sistēmu un vadības sistēmu, nodrošinot, ka robots var sasniegt precīzu, ātru un elastīgu kustību vadību un uzdevumu izpildi. Tālāk sniegta šo piecu galveno tehnoloģiju padziļināta analīze.
1. Servo motors
Servo motori ir robotu barošanas sistēmu "sirds", kas ir atbildīga par elektriskās enerģijas pārvēršanu mehāniskajā enerģijā un dažādu robota savienojumu kustību vadīšanu. Servo motoru galvenā priekšrocība ir to augstas precizitātes pozīcijas, ātruma un griezes momenta kontroles iespējas.
Darbības princips: Servo motori parasti izmanto pastāvīgo magnētu sinhronos motorus (PMSM) vai maiņstrāvas servomotorus (AC servo), lai precīzi kontrolētu motora rotora stāvokli un ātrumu, mainot ieejas strāvas fāzi. Iebūvētais kodētājs nodrošina reāllaika atgriezeniskās saites signālus, veidojot slēgta cikla vadības sistēmu, lai panāktu augstu dinamisko reakciju un precīzu vadību.
Raksturlielumi: Servo motoriem ir plašs apgriezienu diapazons, augsta efektivitāte, zema inerce utt. Tie var veikt paātrinājumu, palēninājumu un pozicionēšanas darbības ļoti īsā laikā, kas ir ļoti svarīgi robotu lietojumprogrammām, kurām nepieciešama bieža palaišanas apturēšana un precīza pozicionēšana. .
Inteliģenta vadība: mūsdienu servomotoros ir integrēti arī uzlaboti algoritmi, piemēram, PID vadība, adaptīvā vadība utt., kas var automātiski pielāgot parametrus atbilstoši slodzes izmaiņām, lai uzturētu stabilu veiktspēju.
2. Reduktors
Funkcija: Reduktors ir savienots starp servomotoru un robota savienojumu, un tā galvenā funkcija ir samazināt motora ātrgaitas griešanās jaudu, palielināt griezes momentu un atbilst robota savienojuma augsta griezes momenta un zema ātruma prasībām. .
Tips: Parasti izmantotie reduktori ietver harmoniskos reduktorus un RV reduktorus. Viņu vidūRV reduktoriir īpaši piemēroti vairāku asu savienojumu konstrukcijām industriālajos robotos to augstās stingrības, augstas precizitātes un lielās transmisijas attiecības dēļ.
Tehniskie punkti: reduktora ražošanas precizitāte tieši ietekmē atkārtotas pozicionēšanas precizitāti un robota darbības stabilitāti. Augstākās klases reduktoru iekšējā zobratu tīkla klīrenss ir ārkārtīgi mazs, un tiem ir jābūt ar labu nodilumizturību un ilgu kalpošanas laiku.
4. Kontrolieris
Pamatfunkcija: Kontrolieris ir robota smadzenes, kas saņem norādījumus un kontrolē katras locītavas kustības statusu, pamatojoties uz iepriekš iestatītām programmām vai reāllaika aprēķinu rezultātiem.
Tehniskā arhitektūra: Pamatojoties uz iegultajām sistēmām, kontrolieris integrē aparatūras shēmas, digitālos signālu procesorus, mikrokontrollerus un dažādas saskarnes, lai sasniegtu sarežģītas funkcijas, piemēram, kustības plānošanu, trajektoriju ģenerēšanu un sensoru datu saplūšanu.
Uzlaboti kontroles algoritmi:Mūsdienu robotu kontrolieriparasti izmanto uzlabotas vadības teorijas, piemēram, modeļa paredzamo vadību (MPC), bīdāmā režīma mainīgās struktūras vadību (SMC), izplūdušo loģisko vadību (FLC) un adaptīvo vadību, lai risinātu kontroles problēmas sarežģītu uzdevumu prasībās un nenoteiktā vidē.
5. Izpildītājs
Definīcija un funkcija: izpildmehānisms ir ierīce, kas pārveido kontroliera izstarotos elektriskos signālus faktiskās fiziskās darbībās. Tas parasti attiecas uz pilnu piedziņas bloku, kas sastāv no servomotoriem, reduktoriem un saistītiem mehāniskiem komponentiem.
Spēka kontrole un pozīcijas kontrole: izpildmehānismam ir ne tikai jāpanāk precīza pozīcijas kontrole, bet arī jāievieš griezes momenta vai taustes atgriezeniskās saites vadība dažiem precīzas montāžas vai medicīniskās rehabilitācijas robotiem, tas ir, spēka kontroles režīms, lai nodrošinātu spēka jutīgumu un drošību darbības laikā. darbības process.
Redundance un sadarbība: vairāku savienojumu robotos dažādiem izpildmehānismiem ir jākoordinē savs darbs, un tiek izmantotas uzlabotas vadības stratēģijas, lai apstrādātu savienojuma efektus starp savienojumiem, panākot elastīgu robota kustību un ceļa optimizāciju telpā.
6. Sensoru tehnoloģija
Lai gan piecās galvenajās tehnoloģijās tas nav skaidri minēts, sensoru tehnoloģija ir svarīga robotu sastāvdaļa, lai panāktu uztveri un saprātīgu lēmumu pieņemšanu. Augstas precizitātes un inteliģentiem mūsdienu robotiem ir ļoti svarīgi integrēt vairākus sensorus (piemēram, pozīcijas sensorus, griezes momenta sensorus, redzes sensorus utt.), lai iegūtu informāciju par vidi un pašstāvokli.
Pozīcijas un ātruma sensori: kodētājs ir uzstādīts uz servomotora, lai nodrošinātu reāllaika pozīcijas un ātruma atgriezenisko saiti, veidojot slēgta cikla vadības sistēmu; Turklāt savienojuma leņķa sensori var precīzi izmērīt katra kustīgā savienojuma faktisko rotācijas leņķi.
Spēka un griezes momenta sensori: iestrādāti izpildmehānismu vai robotu gala efektorā, ko izmanto, lai uztvertu kontaktspēku un griezes momentu, nodrošinot robotiem vienmērīgas darbības iespējas un drošas mijiedarbības īpašības.
Vizuālie un vides uztveres sensori: tostarp kameras, LiDAR, dziļuma kameras utt., ko izmanto ainas 3D rekonstrukcijai, mērķa atpazīšanai un izsekošanai, šķēršļu izvairīšanās navigācijai un citām funkcijām, kas ļauj robotiem pielāgoties dinamiskai videi un pieņemt atbilstošus lēmumus.
7. Sakaru un tīklu tehnoloģija
Efektīva sakaru tehnoloģija un tīkla arhitektūra ir vienlīdz svarīgas vairāku robotu sistēmās un tālvadības scenārijos
Iekšējā komunikācija: liela ātruma datu apmaiņai starp kontrolleriem un starp kontrolleriem un sensoriem ir nepieciešama stabila kopnes tehnoloģija, piemēram, CANopen, EtherCAT un citi reāllaika rūpnieciskie Ethernet protokoli.
Ārējā komunikācija: izmantojot bezvadu sakaru tehnoloģijas, piemēram, Wi-Fi, 5G, Bluetooth utt., roboti var mijiedarboties ar citām ierīcēm un mākoņserveriem, lai nodrošinātu attālo uzraudzību, programmu atjauninājumus, lielo datu analīzi un citas funkcijas.
8. Enerģijas un jaudas pārvaldība
Barošanas sistēma: izvēlieties barošanas avotu, kas ir piemērots robota darba slodzei, un izveidojiet saprātīgu enerģijas pārvaldības sistēmu, lai nodrošinātu ilgstošu stabilu darbību un apmierinātu pēkšņas lielas jaudas prasības.
Enerģijas reģenerācijas un enerģijas taupīšanas tehnoloģija: dažas progresīvas robotu sistēmas ir sākušas izmantot enerģijas atgūšanas tehnoloģiju, kas palēninājuma laikā pārvērš mehānisko enerģiju elektriskās enerģijas uzglabāšanā, lai uzlabotu vispārējo energoefektivitāti.
9. Programmatūras un algoritmu līmenis
Kustību plānošanas un kontroles algoritmi: no trajektorijas ģenerēšanas un ceļa optimizācijas līdz sadursmes noteikšanas un šķēršļu novēršanas stratēģijām, uzlaboti algoritmi atbalsta efektīvu un precīzu robotu kustību.
Mākslīgais intelekts un autonomā mācīšanās: izmantojot tādas tehnoloģijas kā mašīnmācīšanās un dziļā mācīšanās, roboti var nepārtraukti trenēties un veikt atkārtojumus, lai uzlabotu savas uzdevumu izpildes spējas, nodrošinot sarežģītāku lēmumu pieņemšanas loģiku un autonomu uzvedību.
10.Cilvēka datora mijiedarbības tehnoloģija
Daudzos lietojumprogrammu scenārijos, jo īpaši pakalpojumu robotu un sadarbības robotu jomā, humanizēta cilvēka un datora mijiedarbības tehnoloģija ir ļoti svarīga.
Runas atpazīšana un sintēze: integrējot dabiskās valodas apstrādes (NLP) tehnoloģiju, roboti spēj saprast cilvēka balss komandas un nodrošināt atgriezenisko saiti skaidrā un dabiskā runā.
Taktilā mijiedarbība: izstrādājiet robotus ar taustes atgriezeniskās saites mehānismiem, kas var simulēt reālistiskas taustes sajūtas, uzlabojot lietotāja pieredzi un drošību darbības vai mijiedarbības laikā.
Žestu atpazīšana: tiek izmantota datorredzes tehnoloģija, lai tvertu un analizētu cilvēka žestus, ļaujot robotiem reaģēt uz bezkontakta žestu komandām un panākt intuitīvu darbības vadību.
Sejas izteiksmes un emociju aprēķins: sociālajiem robotiem ir sejas izteiksmes sistēmas un emociju atpazīšanas iespējas, kas spēj izteikt emocijas, tādējādi labāk pielāgojoties cilvēku emocionālajām vajadzībām un uzlabojot komunikācijas efektivitāti.
Publicēšanas laiks: 05.05.2024
