Dalam teknologi robotik moden, terutamanya dalam bidang robot industri, lima teknologi utama termasukmotor servo, pengurang, penyambung gerakan, pengawal dan penggerak. Teknologi teras ini bersama-sama membina sistem dinamik dan sistem kawalan robot, memastikan robot boleh mencapai kawalan gerakan dan pelaksanaan tugas yang tepat, pantas dan fleksibel. Berikut akan memberikan analisis mendalam tentang lima teknologi utama ini:
1. Motor servo
Motor servo ialah "jantung" sistem kuasa robot, bertanggungjawab untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal dan memacu pergerakan pelbagai sendi robot. Kelebihan teras motor servo terletak pada kedudukan ketepatan tinggi, kelajuan dan keupayaan kawalan tork mereka.
Prinsip kerja: Motor servo biasanya menggunakan motor segerak magnet kekal (PMSM) atau motor servo arus ulang alik (AC Servo) untuk mengawal dengan tepat kedudukan dan kelajuan pemutar motor dengan menukar fasa arus masukan. Pengekod terbina dalam menyediakan isyarat maklum balas masa nyata, membentuk sistem kawalan gelung tertutup untuk mencapai tindak balas dinamik yang tinggi dan kawalan yang tepat.
Ciri-ciri: Motor servo mempunyai ciri-ciri julat kelajuan yang luas, kecekapan tinggi, inersia rendah, dsb. Mereka boleh menyelesaikan tindakan pecutan, nyahpecutan dan kedudukan dalam masa yang sangat singkat, yang penting untuk aplikasi robot yang memerlukan hentian mula yang kerap dan kedudukan yang tepat .
Kawalan pintar: Motor servo moden juga menyepadukan algoritma lanjutan seperti kawalan PID, kawalan penyesuaian, dsb., yang boleh melaraskan parameter secara automatik mengikut perubahan beban untuk mengekalkan prestasi yang stabil.
2. Pengurang
Fungsi: Pengurang disambungkan antara motor servo dan sendi robot, dan fungsi utamanya adalah untuk mengurangkan output putaran kelajuan tinggi motor, meningkatkan tork, dan memenuhi keperluan tork tinggi dan kelajuan rendah sendi robot .
Jenis: Pengurang yang biasa digunakan termasuk pengurang harmonik dan pengurang RV. Antaranya,Pengurang RVamat sesuai untuk struktur sambungan berbilang paksi dalam robot industri kerana ketegaran tinggi, ketepatan tinggi dan nisbah penghantaran yang besar.
Perkara teknikal: Ketepatan pembuatan pengurang secara langsung mempengaruhi ketepatan kedudukan berulang dan kestabilan operasi robot. Kelegaan mesh gear dalaman bagi pengurang mewah adalah sangat kecil, dan mereka perlu mempunyai rintangan haus yang baik dan hayat perkhidmatan yang panjang.
4. Pengawal
Fungsi teras: Pengawal ialah otak robot, yang menerima arahan dan mengawal status gerakan setiap sendi berdasarkan program pratetap atau hasil pengiraan masa nyata.
Seni bina teknikal: Berdasarkan sistem terbenam, pengawal menyepadukan litar perkakasan, pemproses isyarat digital, mikropengawal dan pelbagai antara muka untuk mencapai fungsi yang kompleks seperti perancangan gerakan, penjanaan trajektori dan gabungan data sensor.
Algoritma kawalan lanjutan:Pengawal robot modenlazimnya mengguna pakai teori kawalan lanjutan seperti Kawalan Ramalan Model (MPC), Kawalan Struktur Pembolehubah Mod Gelongsor (SMC), Kawalan Logik Fuzzy (FLC) dan Kawalan Suaian untuk menangani cabaran kawalan dalam keperluan tugas yang kompleks dan persekitaran yang tidak menentu.
5. Pelaksana
Definisi dan Fungsi: Penggerak ialah peranti yang menukar isyarat elektrik yang dipancarkan oleh pengawal kepada tindakan fizikal sebenar. Ia biasanya merujuk kepada unit pemanduan lengkap yang terdiri daripada motor servo, pengurang dan komponen mekanikal yang berkaitan.
Kawalan daya dan kawalan kedudukan: Penggerak bukan sahaja perlu mencapai kawalan kedudukan yang tepat, tetapi juga perlu melaksanakan kawalan maklum balas tork atau sentuhan untuk beberapa pemasangan ketepatan atau robot pemulihan perubatan, iaitu mod kawalan daya, untuk memastikan sensitiviti daya dan keselamatan semasa proses operasi.
Lebihan dan Kerjasama: Dalam robot berbilang sendi, pelbagai penggerak perlu menyelaraskan kerja mereka, dan strategi kawalan lanjutan digunakan untuk mengendalikan kesan gandingan antara sendi, mencapai gerakan fleksibel dan pengoptimuman laluan robot di angkasa.
6. Teknologi penderia
Walaupun tidak dinyatakan secara jelas dalam lima teknologi utama, teknologi penderia merupakan komponen penting bagi robot untuk mencapai persepsi dan membuat keputusan yang bijak. Untuk robot moden berketepatan tinggi dan pintar, menyepadukan berbilang penderia (seperti penderia kedudukan, penderia tork, penderia penglihatan, dll.) untuk mendapatkan maklumat persekitaran dan keadaan diri adalah penting.
Penderia kedudukan dan halaju: Pengekod dipasang pada motor servo untuk memberikan kedudukan masa nyata dan maklum balas halaju, membentuk sistem kawalan gelung tertutup; Di samping itu, sensor sudut sendi boleh mengukur sudut putaran sebenar setiap sendi bergerak dengan tepat.
Penderia daya dan tork: tertanam dalam pengesan akhir penggerak atau robot, digunakan untuk mengesan daya sentuhan dan tork, membolehkan robot mempunyai keupayaan operasi yang lancar dan ciri interaksi yang selamat.
Penderia persepsi visual dan persekitaran: termasuk kamera, LiDAR, kamera kedalaman, dsb., digunakan untuk pembinaan semula pemandangan 3D, pengecaman dan penjejakan sasaran, navigasi pengelakan halangan dan fungsi lain, membolehkan robot menyesuaikan diri dengan persekitaran dinamik dan membuat keputusan yang sepadan.
7. Teknologi Komunikasi dan Rangkaian
Teknologi komunikasi dan seni bina rangkaian yang cekap adalah sama penting dalam sistem berbilang robot dan senario kawalan jauh
Komunikasi dalaman: Pertukaran data berkelajuan tinggi antara pengawal dan antara pengawal dan penderia memerlukan teknologi bas yang stabil, seperti CANopen, EtherCAT dan protokol Ethernet industri masa nyata yang lain.
Komunikasi luaran: Melalui teknologi komunikasi tanpa wayar seperti Wi Fi, 5G, Bluetooth, dll., robot boleh berinteraksi dengan peranti lain dan pelayan awan untuk mencapai pemantauan jauh, kemas kini program, analisis data besar dan fungsi lain.
8. Pengurusan Tenaga dan Kuasa
Sistem kuasa: Pilih bekalan kuasa yang sesuai untuk ciri-ciri beban kerja robot, dan reka sistem pengurusan kuasa yang munasabah untuk memastikan operasi stabil jangka panjang dan memenuhi permintaan kuasa tinggi secara tiba-tiba.
Pemulihan tenaga dan teknologi penjimatan tenaga: Beberapa sistem robot canggih telah mula mengguna pakai teknologi pemulihan tenaga, yang menukar tenaga mekanikal kepada storan tenaga elektrik semasa nyahpecutan untuk meningkatkan kecekapan tenaga secara keseluruhan.
9. Tahap Perisian dan Algoritma
Perancangan gerakan dan algoritma kawalan: Daripada penjanaan trajektori dan pengoptimuman laluan kepada pengesanan perlanggaran dan strategi pengelakan halangan, algoritma lanjutan menyokong gerakan robot yang cekap dan tepat.
Kecerdasan Buatan dan Pembelajaran Autonomi: Dengan menggunakan teknologi seperti pembelajaran mesin dan pembelajaran mendalam, robot boleh terus melatih dan mengulang untuk meningkatkan kebolehan menyelesaikan tugas mereka, membolehkan logik membuat keputusan yang lebih kompleks dan tingkah laku autonomi.
10.Teknologi interaksi komputer manusia
Dalam banyak senario aplikasi, terutamanya dalam bidang robot perkhidmatan dan robot kolaboratif, teknologi interaksi manusia-komputer yang dimanusiakan adalah penting:
Pengecaman dan sintesis pertuturan: Dengan menyepadukan teknologi pemprosesan bahasa semula jadi (NLP), robot dapat memahami arahan suara manusia dan memberikan maklum balas dalam pertuturan yang jelas dan semula jadi.
Interaksi sentuhan: Mereka bentuk robot dengan mekanisme maklum balas sentuhan yang boleh mensimulasikan sensasi sentuhan yang realistik, meningkatkan pengalaman dan keselamatan pengguna semasa operasi atau interaksi.
Pengecaman gerak isyarat: Menggunakan teknologi penglihatan komputer untuk menangkap dan menganalisis gerak isyarat manusia, membolehkan robot bertindak balas kepada arahan gerak isyarat bukan hubungan dan mencapai kawalan operasi intuitif.
Ekspresi muka dan pengiraan emosi: Robot sosial mempunyai sistem ekspresi muka dan keupayaan pengecaman emosi yang boleh mengekspresikan emosi, dengan itu lebih menyesuaikan diri dengan keperluan emosi orang ramai dan meningkatkan keberkesanan komunikasi
Masa siaran: Sep-05-2024
