Во модерната технологија за роботика, особено во областа на индустриските роботи, петте клучни технологии вклучуваатсерво мотори, редуктори, спојници за движење, контролери и актуатори. Овие основни технологии заеднички го конструираат динамичкиот систем и системот за контрола на роботот, осигурувајќи дека роботот може да постигне прецизна, брза и флексибилна контрола на движењето и извршување на задачите. Следното ќе обезбеди длабинска анализа на овие пет клучни технологии:
1. Серво мотор
Серво моторите се „срцето“ на роботските електроенергетски системи, одговорни за претворање на електричната енергија во механичка енергија и придвижување на движењето на различните зглобови на роботот. Основната предност на серво моторите лежи во нивната висока прецизна положба, брзина и способности за контрола на вртежниот момент.
Принцип на работа: Серво моторите обично користат синхрони мотори со постојан магнет (PMSM) или серво мотори со наизменична струја (AC Servo) за прецизно да ја контролираат положбата и брзината на роторот на моторот со менување на фазата на влезната струја. Вградениот енкодер обезбедува сигнали за повратни информации во реално време, формирајќи систем за контрола на затворена јамка за да се постигне висок динамичен одговор и прецизна контрола.
Карактеристики: Серво моторите имаат карактеристики на широк опсег на брзина, висока ефикасност, ниска инерција итн. Тие можат да ги завршат активностите за забрзување, забавување и позиционирање за многу кратко време, што е од клучно значење за апликациите на роботите кои бараат често запирање на стартот и прецизно позиционирање .
Интелигентна контрола: современите серво мотори, исто така, интегрираат напредни алгоритми како што се PID контрола, адаптивна контрола итн., кои можат автоматски да ги приспособат параметрите според промените на оптоварувањето за да одржуваат стабилни перформанси.
2. Редуктор
Функција: Редукторот е поврзан помеѓу серво моторот и зглобот на роботот, а неговата главна функција е да го намали излезот на ротација со голема брзина на моторот, да го зголеми вртежниот момент и да ги исполни барањата за висок вртежен момент и мала брзина на зглобот на роботот. .
Тип: Најчесто користените редуктори вклучуваат хармоници и редуктори на RV. Меѓу нив,Редуктори на RVтие се особено погодни за повеќеосовински спојни структури кај индустриски роботи поради нивната висока цврстина, висока прецизност и голем однос на пренос.
Технички точки: прецизноста на производството на редуктор директно влијае на повторливата точност на позиционирање и оперативната стабилност на роботот. Расчистувањето на внатрешната мрежа на менувачот на редукторите од високата класа е исклучително мало и тие треба да имаат добра отпорност на абење и долг работен век.
4. Контролор
Основна функција: Контролорот е мозокот на роботот, кој прима инструкции и го контролира статусот на движење на секој зглоб врз основа на претходно поставени програми или резултати од пресметување во реално време.
Техничка архитектура: Врз основа на вградени системи, контролорот интегрира хардверски кола, процесори за дигитален сигнал, микроконтролери и различни интерфејси за да постигне сложени функции како што се планирање на движење, генерирање траекторија и фузија на податоци од сензори.
Напредни контролни алгоритми:Модерни роботски контролеривообичаено усвојуваат напредни контролни теории како што се моделска предвидлива контрола (MPC), контрола на променлива структура на режим на лизгање (SMC), контрола на нејасна логика (FLC) и адаптивна контрола за да се решат контролните предизвици во барањата за сложени задачи и несигурни средини.
5. Извршител
Дефиниција и функција: Активатор е уред кој ги конвертира електричните сигнали емитирани од контролорот во вистински физички дејства. Обично се однесува на комплетна погонска единица составена од серво мотори, редуктори и сродни механички компоненти.
Контрола на сила и контрола на положбата: Активаторот не само што треба да постигне прецизна контрола на положбата, туку исто така треба да спроведе контрола на вртежниот момент или тактилната повратна информација за некои прецизни склопови или роботи за медицинска рехабилитација, односно режим на контрола на силата, за да се обезбеди чувствителност на сила и безбедност за време на процесот на работење.
Вишок и соработка: кај роботите со повеќе зглобови, различните актуатори треба да ја координираат нивната работа, а напредните контролни стратегии се користат за справување со ефектите на спојување помеѓу зглобовите, постигнувајќи флексибилно движење и оптимизација на патеката на роботот во вселената.
6. Технологија на сензори
Иако не е експлицитно спомената во петте клучни технологии, технологијата на сензорите е важна компонента за роботите да постигнат перцепција и интелигентно одлучување. За високопрецизни и интелигентни модерни роботи, интегрирањето на повеќе сензори (како што се сензори за положба, сензори за вртежен момент, сензори за вид итн.) за да се добијат информации за животната средина и за самостојната состојба е од клучно значење.
Сензори за позиција и брзина: енкодерот е инсталиран на серво моторот за да обезбеди повратна информација за позицијата и брзината во реално време, формирајќи систем за контрола на затворена јамка; Покрај тоа, сензорите за агол на зглобот можат прецизно да го измерат вистинскиот агол на ротација на секој спој во движење.
Сензори за сила и вртежен момент: вградени во крајниот ефектор на актуаторите или роботите, кои се користат за да се почувствува контактната сила и вртежниот момент, овозможувајќи им на роботите да имаат непречено работење и карактеристики на безбедна интеракција.
Сензори за визуелна и еколошка перцепција: вклучувајќи камери, LiDAR, камери за длабочина итн., кои се користат за реконструкција на 3D сцена, препознавање и следење цели, навигација за избегнување пречки и други функции, овозможувајќи им на роботите да се приспособат на динамични средини и да донесуваат соодветни одлуки.
7. Комуникациска и мрежна технологија
Ефикасната комуникациска технологија и мрежна архитектура се подеднакво клучни во системите со повеќе роботи и сценаријата за далечинско управување
Внатрешна комуникација: Размената на податоци со голема брзина помеѓу контролорите и помеѓу контролорите и сензорите бара стабилна магистрална технологија, како што се CANopen, EtherCAT и други индустриски етернет протоколи во реално време.
Надворешна комуникација: Преку безжичните комуникациски технологии како што се Wi Fi, 5G, Bluetooth, итн., роботите можат да комуницираат со други уреди и облак сервери за да постигнат далечински мониторинг, ажурирања на програми, анализа на големи податоци и други функции.
8. Управување со енергија и енергија
Систем за напојување: Изберете напојување соодветно за карактеристиките на обемот на работа на роботот и дизајнирајте разумен систем за управување со енергија за да обезбедите долгорочна стабилна работа и да ги задоволите ненадејните барања за висока моќност.
Технологија за обновување на енергија и заштеда на енергија: Некои напредни роботски системи почнаа да ја прифаќаат технологијата за обновување енергија, која ја претвора механичката енергија во складирање електрична енергија за време на забавувањето за да ја подобри севкупната енергетска ефикасност.
9. Софтвер и ниво на алгоритам
Алгоритми за планирање и контрола на движење: од генерирање траекторија и оптимизација на патека до стратегии за откривање судир и избегнување препреки, напредните алгоритми го поддржуваат ефикасното и прецизно движење на роботите.
Вештачка интелигенција и автономно учење: со користење на технологии како машинско учење и длабоко учење, роботите можат континуирано да тренираат и повторуваат за да ги подобрат своите способности за завршување на задачите, овозможувајќи посложена логика на донесување одлуки и автономно однесување.
10.Технологија за интеракција со човечки компјутер
Во многу апликативни сценарија, особено во областите на сервисни роботи и колаборативни роботи, хуманизираната технологија за интеракција човек-компјутер е од клучно значење:
Препознавање и синтеза на говор: со интегрирање на технологијата за обработка на природен јазик (NLP), роботите се способни да ги разберат човечките гласовни команди и да даваат повратни информации во јасен и природен говор.
Тактилна интеракција: Дизајнирајте роботи со механизми за тактилни повратни информации кои можат да симулираат реални тактилни сензации, подобрувајќи го корисничкото искуство и безбедност при работа или интеракција.
Препознавање гестови: Користење на технологија за компјутерска визија за снимање и анализа на човечки гестови, овозможувајќи им на роботите да одговорат на бесконтактни команди со гестови и да постигнат интуитивна оперативна контрола.
Пресметка на изразување на лицето и емоции: Социјалните роботи имаат системи за изразување на лицето и способност за препознавање емоции кои можат да изразат емоции, со што подобро се прилагодуваат на емоционалните потреби на луѓето и ја подобруваат ефективноста на комуникацијата
Време на објавување: Сеп-05-2024 година
