आधुनिक रोबोटिक्स तंत्रज्ञानामध्ये, विशेषत: औद्योगिक रोबोट्सच्या क्षेत्रात, पाच प्रमुख तंत्रज्ञानाचा समावेश होतोसर्वो मोटर्स, रीड्यूसर, मोशन जॉइंट्स, कंट्रोलर्स आणि ॲक्ट्युएटर. हे मुख्य तंत्रज्ञान एकत्रितपणे रोबोटची डायनॅमिक प्रणाली आणि नियंत्रण प्रणाली तयार करतात, हे सुनिश्चित करतात की रोबोट अचूक, वेगवान आणि लवचिक गती नियंत्रण आणि कार्य अंमलबजावणी करू शकतो. खालील या पाच प्रमुख तंत्रज्ञानाचे सखोल विश्लेषण प्रदान करेल:
1. सर्वो मोटर
सर्वो मोटर्स हे रोबोट पॉवर सिस्टमचे "हृदय" आहेत, जे विद्युत उर्जेचे यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी आणि रोबोटच्या विविध सांध्यांच्या हालचाली चालविण्यास जबाबदार असतात. सर्वो मोटर्सचा मुख्य फायदा त्यांच्या उच्च-परिशुद्धता स्थिती, वेग आणि टॉर्क नियंत्रण क्षमतांमध्ये आहे.
कार्याचे तत्त्व: सर्वो मोटर्स सामान्यत: इनपुट करंटचा टप्पा बदलून मोटर रोटरची स्थिती आणि गती अचूकपणे नियंत्रित करण्यासाठी स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स (PMSM) किंवा अल्टरनेटिंग करंट सर्वो मोटर्स (AC सर्वो) वापरतात. बिल्ट-इन एन्कोडर रिअल-टाइम फीडबॅक सिग्नल प्रदान करतो, उच्च गतिमान प्रतिसाद आणि अचूक नियंत्रण मिळविण्यासाठी बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली तयार करतो.
वैशिष्ट्ये: सर्वो मोटर्समध्ये विस्तृत गती श्रेणी, उच्च कार्यक्षमता, कमी जडत्व इत्यादी वैशिष्ट्ये आहेत. ते प्रवेग, कमी होणे आणि पोझिशनिंग क्रिया खूप कमी वेळेत पूर्ण करू शकतात, जे रोबोट ऍप्लिकेशन्ससाठी महत्त्वपूर्ण आहे ज्यांना वारंवार स्टार्ट स्टॉप आणि अचूक स्थितीची आवश्यकता असते. .
इंटेलिजेंट कंट्रोल: आधुनिक सर्वो मोटर्स PID कंट्रोल, ॲडॉप्टिव्ह कंट्रोल इ. सारख्या प्रगत अल्गोरिदम देखील एकत्रित करतात, जे स्थिर कार्यप्रदर्शन राखण्यासाठी लोड बदलांनुसार स्वयंचलितपणे पॅरामीटर्स समायोजित करू शकतात.
2. रेड्युसर
फंक्शन: रिड्यूसर सर्वो मोटर आणि रोबोट जॉइंटमध्ये जोडलेले आहे आणि त्याचे मुख्य कार्य म्हणजे मोटरचे हाय-स्पीड रोटेशन आउटपुट कमी करणे, टॉर्क वाढवणे आणि रोबोट जॉइंटच्या उच्च टॉर्क आणि कमी गतीच्या आवश्यकता पूर्ण करणे. .
प्रकार: सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या रिड्यूसरमध्ये हार्मोनिक रिड्यूसर आणि आरव्ही रिड्यूसर यांचा समावेश होतो. त्यापैकी,आरव्ही कमी करणारेउच्च कडकपणा, उच्च सुस्पष्टता आणि मोठ्या ट्रान्समिशन रेशोमुळे औद्योगिक रोबोट्समधील बहु-अक्षीय संयुक्त संरचनांसाठी विशेषतः योग्य आहेत.
तांत्रिक मुद्दे: रीड्यूसरची मॅन्युफॅक्चरिंग अचूकता थेट पुनरावृत्ती पोझिशनिंग अचूकता आणि रोबोटच्या ऑपरेशनल स्थिरतेवर परिणाम करते. हाय-एंड रीड्यूसरचे अंतर्गत गीअर मेश क्लीयरन्स अत्यंत लहान आहे आणि त्यांना चांगला पोशाख प्रतिरोध आणि दीर्घ सेवा आयुष्य आवश्यक आहे.
4. नियंत्रक
कोर फंक्शन: कंट्रोलर हा रोबोटचा मेंदू असतो, जो प्रीसेट प्रोग्राम्स किंवा रिअल-टाइम कॅल्क्युलेशन परिणामांवर आधारित प्रत्येक जॉइंटच्या हालचालीची स्थिती सूचना प्राप्त करतो आणि नियंत्रित करतो.
तांत्रिक आर्किटेक्चर: एम्बेडेड सिस्टम्सवर आधारित, कंट्रोलर हार्डवेअर सर्किट्स, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर, मायक्रोकंट्रोलर्स आणि विविध इंटरफेस एकत्रित करतो ज्यामुळे मोशन प्लॅनिंग, ट्रॅजेक्टोरी जनरेशन आणि सेन्सर डेटा फ्यूजन यांसारखी जटिल कार्ये साध्य होतात.
प्रगत नियंत्रण अल्गोरिदम:आधुनिक रोबोट नियंत्रकजटिल कार्य आवश्यकता आणि अनिश्चित वातावरणातील नियंत्रण आव्हानांना तोंड देण्यासाठी मॉडेल प्रेडिक्टिव कंट्रोल (MPC), स्लाइडिंग मोड व्हेरिएबल स्ट्रक्चर कंट्रोल (SMC), फजी लॉजिक कंट्रोल (FLC) आणि ॲडॉप्टिव्ह कंट्रोल यासारख्या प्रगत नियंत्रण सिद्धांतांचा सामान्यपणे अवलंब करा.
5. एक्झिक्युटर
व्याख्या आणि कार्य: ॲक्ट्युएटर हे असे उपकरण आहे जे नियंत्रकाद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या विद्युत सिग्नलला प्रत्यक्ष भौतिक क्रियांमध्ये रूपांतरित करते. हे विशेषत: सर्वो मोटर्स, रीड्यूसर आणि संबंधित यांत्रिक घटकांनी बनलेल्या संपूर्ण ड्रायव्हिंग युनिटचा संदर्भ देते.
सक्तीचे नियंत्रण आणि स्थिती नियंत्रण: ॲक्ट्युएटरला केवळ अचूक स्थिती नियंत्रण मिळवण्याची गरज नाही, तर काही अचूक असेंब्ली किंवा वैद्यकीय पुनर्वसन रोबोट्ससाठी टॉर्क किंवा स्पर्शासंबंधी फीडबॅक नियंत्रण देखील लागू करणे आवश्यक आहे, म्हणजेच, बल नियंत्रण मोड, दरम्यान बल संवेदनशीलता आणि सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी. ऑपरेशन प्रक्रिया.
रिडंडंसी आणि सहयोग: मल्टी-जॉइंट रोबोट्समध्ये, विविध ॲक्ट्युएटर्सना त्यांच्या कामात समन्वय साधण्याची आवश्यकता असते आणि सांध्यांमधील कपलिंग इफेक्ट्स हाताळण्यासाठी, लवचिक गती साध्य करण्यासाठी आणि अंतराळात रोबोटचे पथ ऑप्टिमायझेशन करण्यासाठी प्रगत नियंत्रण धोरणे वापरली जातात.
6. सेन्सर तंत्रज्ञान
पाच प्रमुख तंत्रज्ञानामध्ये स्पष्टपणे नमूद केलेले नसले तरी, सेन्सर तंत्रज्ञान हा रोबोट्ससाठी समज आणि बुद्धिमान निर्णयक्षमता प्राप्त करण्यासाठी एक महत्त्वाचा घटक आहे. उच्च-सुस्पष्टता आणि बुद्धिमान आधुनिक रोबोट्ससाठी, पर्यावरण आणि स्वराज्य माहिती मिळविण्यासाठी एकाधिक सेन्सर्स (जसे की पोझिशन सेन्सर्स, टॉर्क सेन्सर्स, व्हिजन सेन्सर्स इ.) एकत्र करणे महत्वाचे आहे.
पोझिशन आणि वेग सेन्सर्स: एन्कोडर रिअल-टाइम पोझिशन आणि वेग फीडबॅक देण्यासाठी सर्वो मोटरवर स्थापित केले आहे, एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली तयार करते; याशिवाय, जॉइंट अँगल सेन्सर प्रत्येक फिरत्या जॉइंटचा खरा रोटेशन कोन अचूकपणे मोजू शकतात.
फोर्स आणि टॉर्क सेन्सर्स: ऍक्च्युएटर किंवा रोबोट्सच्या एंड इफेक्टरमध्ये एम्बेड केलेले, संपर्क शक्ती आणि टॉर्क समजण्यासाठी वापरले जाते, रोबोट्सना सुरळीत ऑपरेशन क्षमता आणि सुरक्षित परस्परसंवाद वैशिष्ट्ये सक्षम करतात.
व्हिज्युअल आणि पर्यावरणीय धारणा सेन्सर: कॅमेरे, LiDAR, डेप्थ कॅमेरे इ.सह, सीन 3D पुनर्रचना, लक्ष्य ओळख आणि ट्रॅकिंग, अडथळे टाळणारे नेव्हिगेशन आणि इतर फंक्शन्ससाठी वापरले जातात, रोबोट्सना डायनॅमिक वातावरणाशी जुळवून घेण्यास आणि संबंधित निर्णय घेण्यास सक्षम करते.
7. संप्रेषण आणि नेटवर्क तंत्रज्ञान
कार्यक्षम संप्रेषण तंत्रज्ञान आणि नेटवर्क आर्किटेक्चर मल्टी रोबोट सिस्टम आणि रिमोट कंट्रोल परिस्थितींमध्ये तितकेच महत्त्वपूर्ण आहेत
अंतर्गत संप्रेषण: नियंत्रक आणि नियंत्रक आणि सेन्सर दरम्यान उच्च गती डेटा एक्सचेंजसाठी स्थिर बस तंत्रज्ञान आवश्यक आहे, जसे की CANopen, EtherCAT आणि इतर रिअल-टाइम औद्योगिक इथरनेट प्रोटोकॉल.
बाह्य संप्रेषण: WiFi, 5G, ब्लूटूथ इत्यादी वायरलेस कम्युनिकेशन तंत्रज्ञानाद्वारे, रोबोट दूरस्थ निरीक्षण, प्रोग्राम अद्यतने, मोठे डेटा विश्लेषण आणि इतर कार्ये साध्य करण्यासाठी इतर डिव्हाइसेस आणि क्लाउड सर्व्हरशी संवाद साधू शकतात.
8. ऊर्जा आणि उर्जा व्यवस्थापन
पॉवर सिस्टम: रोबोटच्या वर्कलोडच्या वैशिष्ट्यांसाठी योग्य वीज पुरवठा निवडा आणि दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी आणि अचानक उच्च-शक्तीच्या मागण्या पूर्ण करण्यासाठी वाजवी ऊर्जा व्यवस्थापन प्रणाली डिझाइन करा.
ऊर्जा पुनर्प्राप्ती आणि ऊर्जा-बचत तंत्रज्ञान: काही प्रगत रोबोट प्रणालींनी ऊर्जा पुनर्प्राप्ती तंत्रज्ञानाचा अवलंब करण्यास सुरुवात केली आहे, जी एकूण ऊर्जा कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी यांत्रिक उर्जेचे विद्युत ऊर्जा संचयनामध्ये रूपांतर करते.
9. सॉफ्टवेअर आणि अल्गोरिदम पातळी
मोशन प्लॅनिंग आणि कंट्रोल अल्गोरिदम: ट्रॅजेक्टोरी जनरेशन आणि पथ ऑप्टिमायझेशन ते टक्कर शोधणे आणि अडथळे टाळण्याच्या धोरणांपर्यंत, प्रगत अल्गोरिदम रोबोट्सच्या कार्यक्षम आणि अचूक गतीस समर्थन देतात.
कृत्रिम बुद्धिमत्ता आणि स्वायत्त शिक्षण: मशीन लर्निंग आणि डीप लर्निंग सारख्या तंत्रज्ञानाचा वापर करून, रोबोट्स त्यांच्या कार्य पूर्ण करण्याच्या क्षमता सुधारण्यासाठी सतत प्रशिक्षण आणि पुनरावृत्ती करू शकतात, अधिक जटिल निर्णय घेण्याचे तर्कशास्त्र आणि स्वायत्त वर्तन सक्षम करतात.
10.मानवी संगणक संवाद तंत्रज्ञान
अनेक अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये, विशेषत: सेवा रोबोट्स आणि सहयोगी रोबोट्सच्या क्षेत्रात, मानवीकृत मानवी-संगणक परस्परसंवाद तंत्रज्ञान महत्त्वपूर्ण आहे:
भाषण ओळख आणि संश्लेषण: नैसर्गिक भाषा प्रक्रिया (NLP) तंत्रज्ञान एकत्रित करून, रोबोट मानवी व्हॉइस कमांड समजून घेण्यास आणि स्पष्ट आणि नैसर्गिक भाषणात अभिप्राय प्रदान करण्यास सक्षम आहेत.
स्पर्शिक परस्परसंवाद: स्पर्शासंबंधी अभिप्राय यंत्रणेसह रोबोट डिझाइन करा जे वास्तववादी स्पर्श संवेदनांचे अनुकरण करू शकतात, ऑपरेशन किंवा परस्परसंवाद दरम्यान वापरकर्त्याचा अनुभव आणि सुरक्षितता वाढवू शकतात.
जेश्चर ओळख: मानवी जेश्चर कॅप्चर आणि विश्लेषण करण्यासाठी संगणक दृष्टी तंत्रज्ञानाचा वापर करणे, संपर्क नसलेल्या जेश्चर आदेशांना प्रतिसाद देण्यासाठी आणि अंतर्ज्ञानी ऑपरेशनल नियंत्रण प्राप्त करण्यास रोबोट सक्षम करणे.
चेहर्यावरील हावभाव आणि भावनांची गणना: सामाजिक रोबोट्समध्ये चेहर्यावरील अभिव्यक्ती प्रणाली आणि भावना ओळखण्याची क्षमता असते जी भावना व्यक्त करू शकते, ज्यामुळे लोकांच्या भावनिक गरजा चांगल्या प्रकारे जुळवून घेता येतात आणि संवादाची प्रभावीता सुधारते.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-05-2024
