Het structurele ontwerp van een robotbepaalt de functionaliteit, prestaties en toepassingsgebied ervan. Robots bestaan doorgaans uit meerdere onderdelen, elk met zijn specifieke functie en rol. Het volgende is een typische samenstelling van de robotstructuur en de functies van elk onderdeel:
1. Carrosserie/chassis
Definitie: Het hoofdframework van een robot dat wordt gebruikt om andere componenten te ondersteunen en te verbinden.
Materialen: Meestal worden legeringen, kunststoffen of composietmaterialen met een hoge sterkte gebruikt.
• Functie:
• Ondersteun en bescherm interne componenten.
Zorg voor de basis voor het installeren van andere componenten.
Zorg voor de stabiliteit en stijfheid van de algehele structuur.
2. Gewrichten/Acteurs
Definitie: De bewegende delen die een robot in staat stellen te bewegen.
• Type:
Elektromotoren: gebruikt voor roterende beweging.
Hydraulische actuatoren: gebruikt voor bewegingen die een hoog koppel vereisen.
Pneumatische actuatoren: gebruikt voor bewegingen die een snelle reactie vereisen.
Servomotoren: gebruikt voor uiterst nauwkeurige positionering.
• Functie:
Realiseer de beweging van robots.
Beheers de snelheid, richting en kracht van de beweging.
3. Sensoren
Definitie: Een apparaat dat wordt gebruikt om de externe omgeving of zijn eigen toestand waar te nemen.
• Type:
Positiesensoren: zoals encoders, gebruikt om gewrichtsposities te detecteren.
Kracht-/koppelsensoren: worden gebruikt om contactkrachten te detecteren.
Visuele sensoren/camera's: gebruikt voor beeldherkenning en omgevingsperceptie.
Afstandssensoren, zoalsultrasone sensoren en LiDAR, worden gebruikt voor afstandsmeting.
Temperatuursensoren: gebruikt om de omgevings- of interne temperatuur te bewaken.
Tactiele sensoren: gebruikt voor het waarnemen van aanraking.
Inertial Measurement Unit (IMU): gebruikt om versnelling en hoeksnelheid te detecteren.
• Functie:
Geef gegevens over de interactie tussen robots en de externe omgeving.
Realiseer het waarnemingsvermogen van robots.
4. Besturingssysteem
Definitie: Een hardware- en softwaresysteem dat verantwoordelijk is voor het ontvangen van sensorgegevens, het verwerken van informatie en het geven van instructies aan actuatoren.
• Componenten:
Centrale verwerkingseenheid (CPU): Het verwerken van rekentaken.
Geheugen: slaat programma's en gegevens op.
Ingangs-/uitgangsinterfaces: sluit sensoren en actuatoren aan.
Communicatiemodule: Implementeer communicatie met andere apparaten.
Software: inclusief besturingssystemen, stuurprogramma's, besturingsalgoritmen, enz.
• Functie:
• Controleer de beweging van de robot.
Realiseer intelligente besluitvorming van robots.
• Gegevens uitwisselen met externe systemen.
5. Voedingssysteem
Definitie: Een apparaat dat energie levert aan robots.
• Type:
Batterij: Vaak gebruikt voor draagbare robots.
AC-voeding: vaak gebruikt voor vaste robots.
DC-voeding: geschikt voor situaties waarin een stabiele spanning vereist is.
• Functie:
Voorzie de robot van stroom.
Beheer de toewijzing en opslag van energie.
6. Transmissiesysteem
Definitie: Een systeem dat kracht overbrengt van actuatoren naar bewegende delen.
• Type:
Tandwieloverbrenging: wordt gebruikt om de snelheid en het koppel te wijzigen.
Riemtransmissie: Gebruikt voor het overbrengen van kracht over lange afstanden.
Kettingtransmissie: Geschikt voor situaties die een hoge betrouwbaarheid vereisen.
Loodschroeftransmissie: gebruikt voor lineaire beweging.
• Functie:
Breng de kracht van de actuator over op de bewegende delen.
Realiseer de conversie van snelheid en koppel.
7. Manipulatie
Definitie: Een mechanische structuur die wordt gebruikt om specifieke taken uit te voeren.
• Componenten:
• Gewrichten: Bereik bewegingsvrijheid in meerdere graden.
Eindeffectoren: gebruikt om specifieke taken uit te voeren, zoals grijpers, zuignappen, enz.
• Functie:
• Zorg voor nauwkeurig grijpen en plaatsen van objecten.
• Voltooi complexe operationele taken.
8. Mobiel platform
Definitie: Het onderdeel dat een robot in staat stelt autonoom te bewegen.
• Type:
Met wielen: Geschikt voor vlakke oppervlakken.
Gevolgd: geschikt voor complexe terreinen.
Benen: Geschikt voor diverse terreinen.
• Functie:
Realiseer autonome beweging van robots.
Aanpassen aan verschillende werkomgevingen.
samenvatting
Het structurele ontwerp van robotsis een complex proces waarbij kennis en technologie uit meerdere disciplines betrokken zijn. Een complete robot bestaat doorgaans uit een lichaam, gewrichten, sensoren, besturingssysteem, voedingssysteem, transmissiesysteem, robotarm en mobiel platform. Elk onderdeel heeft zijn specifieke functie en rol, die samen de prestaties en het toepassingsgebied van de robot bepalen. Een redelijk structureel ontwerp kan robots in staat stellen maximale efficiëntie te bereiken in specifieke toepassingsscenario's.
Posttijd: 18 oktober 2024
