У савременој роботској технологији, посебно у области индустријских робота, пет кључних технологија укључујесерво мотори, редуктори, покретни зглобови, контролери и актуатори. Ове основне технологије заједнички конструишу динамички систем и контролни систем робота, обезбеђујући да робот може да постигне прецизну, брзу и флексибилну контролу кретања и извршавање задатака. Следеће ће пружити детаљну анализу ових пет кључних технологија:
1. Серво мотор
Серво мотори су "срце" система за напајање робота, одговорни су за претварање електричне енергије у механичку енергију и покретање кретања различитих зглобова робота. Основна предност серво мотора лежи у њиховој високопрецизној контроли положаја, брзине и обртног момента.
Принцип рада: Серво мотори обично користе синхроне моторе са перманентним магнетом (ПМСМ) или серво моторе наизменичне струје (АЦ Серво) да прецизно контролишу положај и брзину ротора мотора променом фазе улазне струје. Уграђени енкодер обезбеђује повратне сигнале у реалном времену, формирајући контролни систем затворене петље за постизање високог динамичког одзива и прецизне контроле.
Карактеристике: Серво мотори имају карактеристике широког опсега брзине, високе ефикасности, ниске инерције, итд. Они могу да заврше акције убрзања, успоравања и позиционирања за веома кратко време, што је кључно за апликације робота које захтевају често заустављање покретања и прецизно позиционирање .
Интелигентна контрола: Модерни серво мотори такође интегришу напредне алгоритме као што су ПИД контрола, адаптивна контрола, итд., Који могу аутоматски да подесе параметре у складу са променама оптерећења како би одржали стабилне перформансе.
2. Редуцер
Функција: Редуктор је повезан између серво мотора и роботског зглоба, а његова главна функција је да смањи излаз велике брзине ротације мотора, повећа обртни момент и испуни захтеве високог обртног момента и мале брзине зглоба робота .
Тип: Обично коришћени редуктори укључују хармонијске редукторе и РВ редукторе. међу њима,РВ редукторису посебно погодни за вишеосне зглобне структуре у индустријским роботима због њихове велике крутости, високе прецизности и великог преносног односа.
Техничке тачке: Прецизност производње редуктора директно утиче на тачност позиционирања и стабилност рада робота. Унутрашњи зазор у мрежи зупчаника врхунских редуктора је изузетно мали, и они морају да имају добру отпорност на хабање и дуг радни век.
4. Контролор
Основна функција: Контролор је мозак робота, који прима упутства и контролише статус покрета сваког зглоба на основу унапред подешених програма или резултата прорачуна у реалном времену.
Техничка архитектура: Засновано на уграђеним системима, контролер интегрише хардверска кола, процесоре дигиталних сигнала, микроконтролере и различите интерфејсе за постизање сложених функција као што су планирање кретања, генерисање путање и фузија података сензора.
Напредни алгоритми управљања:Савремени роботски контролериобично усвајају напредне теорије управљања као што су предиктивна контрола модела (МПЦ), контрола променљиве структуре клизног режима (СМЦ), контрола нејасне логике (ФЛЦ) и адаптивна контрола за решавање изазова управљања у захтевима сложених задатака и несигурним окружењима.
5. Извршилац
Дефиниција и функција: Актуатор је уређај који претвара електричне сигнале које емитује контролер у стварне физичке радње. Обично се односи на комплетну погонску јединицу састављену од серво мотора, редуктора и сродних механичких компоненти.
Контрола силе и контрола положаја: актуатор не само да треба да постигне прецизну контролу положаја, већ такође треба да имплементира контролу обртног момента или тактилне повратне информације за неке прецизне монтажне или медицинске рехабилитационе роботе, односно режим контроле силе, како би се осигурала осетљивост на силу и безбедност током процес операције.
Редунданција и сарадња: Код робота са више зглобова, различити актуатори морају да координирају свој рад, а напредне стратегије управљања се користе за руковање ефектима спајања између зглобова, постижући флексибилно кретање и оптимизацију путање робота у свемиру.
6. Технологија сензора
Иако није експлицитно поменута у пет кључних технологија, сензорска технологија је важна компонента за роботе за постизање перцепције и интелигентног доношења одлука. За високо прецизне и интелигентне модерне роботе, интегрисање више сензора (као што су сензори положаја, сензори обртног момента, сензори вида, итд.) је кључно за добијање информација о животној средини и самостању.
Сензори положаја и брзине: Енкодер је инсталиран на серво мотору да обезбеди повратну информацију о позицији и брзини у реалном времену, формирајући контролни систем затворене петље; Поред тога, сензори угла зглоба могу прецизно да измере стварни угао ротације сваког покретног зглоба.
Сензори силе и обртног момента: уграђени у крајњи ефектор актуатора или робота, који се користе за детекцију контактне силе и обртног момента, омогућавајући роботима да имају неометани рад и карактеристике безбедне интеракције.
Сензори визуелне и еколошке перцепције: укључујући камере, ЛиДАР, дубинске камере, итд., који се користе за 3Д реконструкцију сцене, препознавање и праћење циљева, навигацију избегавања препрека и друге функције, омогућавајући роботима да се прилагоде динамичном окружењу и доносе одговарајуће одлуке.
7. Комуникационе и мрежне технологије
Ефикасна комуникациона технологија и мрежна архитектура су подједнако кључне у системима са више робота и сценаријима даљинског управљања
Интерна комуникација: Велика брзина размене података између контролера и између контролера и сензора захтева стабилну технологију магистрале, као што су ЦАНопен, ЕтхерЦАТ и други индустријски Етхернет протоколи у реалном времену.
Екстерна комуникација: Путем бежичних комуникационих технологија као што су Ви-Фи, 5Г, Блуетоотх, итд., роботи могу да комуницирају са другим уређајима и серверима у облаку како би постигли даљинско праћење, ажурирање програма, анализу великих података и друге функције.
8. Управљање енергијом и снагом
Систем напајања: Изаберите напајање погодно за карактеристике радног оптерећења робота и дизајнирајте разуман систем управљања енергијом како бисте осигурали дуготрајан стабилан рад и испунили изненадне захтеве велике снаге.
Технологија поврата енергије и уштеде енергије: Неки напредни роботски системи су почели да усвајају технологију поврата енергије, која претвара механичку енергију у складиште електричне енергије током успоравања како би се побољшала укупна енергетска ефикасност.
9. Ниво софтвера и алгоритма
Алгоритми за планирање и контролу кретања: Од генерисања путање и оптимизације путање до детекције судара и стратегија избегавања препрека, напредни алгоритми подржавају ефикасно и прецизно кретање робота.
Вештачка интелигенција и аутономно учење: Коришћењем технологија као што су машинско учење и дубоко учење, роботи могу континуирано да тренирају и понављају како би побољшали своје способности за извршавање задатака, омогућавајући сложенију логику доношења одлука и аутономно понашање.
10.Технологија интеракције људи са рачунаром
У многим сценаријима примене, посебно у областима сервисних робота и колаборативних робота, хуманизована технологија интеракције између човека и рачунара је кључна:
Препознавање и синтеза говора: Интеграцијом технологије обраде природног језика (НЛП), роботи су у стању да разумеју људске гласовне команде и дају повратне информације у јасном и природном говору.
Тактилна интеракција: Дизајнирајте роботе са механизмима тактилне повратне информације који могу симулирати реалистичне тактилне сензације, побољшавајући корисничко искуство и сигурност током рада или интеракције.
Препознавање гестова: Коришћење технологије компјутерског вида за снимање и анализу људских гестова, омогућавајући роботима да реагују на бесконтактне команде покрета и постигну интуитивну оперативну контролу.
Израз лица и израчунавање емоција: Друштвени роботи имају системе израза лица и способности препознавања емоција које могу да изразе емоције, чиме се боље прилагођавају емоционалним потребама људи и побољшавају ефикасност комуникације
Време поста: Сеп-05-2024
