Sa modernong teknolohiya ng robotics, lalo na sa larangan ng mga robot na pang-industriya, kasama ang limang pangunahing teknolohiyaservo motors, reducer, motion joints, controllers, at actuator. Ang mga pangunahing teknolohiyang ito ay sama-samang bumubuo ng dynamic na system at control system ng robot, na tinitiyak na makakamit ng robot ang tumpak, mabilis, at nababaluktot na kontrol sa paggalaw at pagpapatupad ng gawain. Ang sumusunod ay magbibigay ng malalim na pagsusuri sa limang pangunahing teknolohiyang ito:
1. Servo motor
Ang mga servo motor ay ang "puso" ng mga sistema ng kapangyarihan ng robot, na responsable para sa pag-convert ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya at pagmamaneho ng paggalaw ng iba't ibang mga joints ng robot. Ang pangunahing bentahe ng mga servo motor ay nakasalalay sa kanilang mataas na katumpakan na posisyon, bilis, at mga kakayahan sa pagkontrol ng torque.
Prinsipyo ng pagtatrabaho: Ang mga servo motor ay karaniwang gumagamit ng permanent magnet synchronous motors (PMSM) o alternating current servo motors (AC Servo) upang tumpak na kontrolin ang posisyon at bilis ng motor rotor sa pamamagitan ng pagpapalit ng phase ng input current. Ang built-in na encoder ay nagbibigay ng real-time na mga signal ng feedback, na bumubuo ng closed-loop na sistema ng kontrol upang makamit ang mataas na dynamic na tugon at tumpak na kontrol.
Mga Katangian: Ang mga servo motor ay may mga katangian ng malawak na hanay ng bilis, mataas na kahusayan, mababang pagkawalang-galaw, atbp. Maaari nilang kumpletuhin ang acceleration, deceleration, at mga pagkilos sa pagpoposisyon sa napakaikling panahon, na napakahalaga para sa mga robot na application na nangangailangan ng madalas na paghinto sa pagsisimula at tumpak na pagpoposisyon .
Intelligent na kontrol: Ang mga modernong servo motor ay nagsasama rin ng mga advanced na algorithm tulad ng PID control, adaptive control, atbp., na maaaring awtomatikong ayusin ang mga parameter ayon sa mga pagbabago sa pagkarga upang mapanatili ang matatag na pagganap.
2. Reducer
Function: Ang reducer ay konektado sa pagitan ng servo motor at ng robot joint, at ang pangunahing function nito ay upang bawasan ang high-speed rotation output ng motor, dagdagan ang torque, at matugunan ang mga kinakailangan ng mataas na torque at mababang bilis ng robot joint .
Uri: Kasama sa mga karaniwang ginagamit na reducer ang mga harmonic reducer at RV reducer. Sa kanila,RV reduceray partikular na angkop para sa multi axis joint structures sa mga robot na pang-industriya dahil sa kanilang mataas na tigas, mataas na katumpakan, at malaking ratio ng transmission.
Mga teknikal na punto: Ang katumpakan ng pagmamanupaktura ng reducer ay direktang nakakaapekto sa paulit-ulit na katumpakan ng pagpoposisyon at katatagan ng pagpapatakbo ng robot. Ang panloob na gear mesh clearance ng mga high-end na reducer ay napakaliit, at kailangan nilang magkaroon ng magandang wear resistance at mahabang buhay ng serbisyo.
4. Controller
Core function: Ang controller ay ang utak ng robot, na tumatanggap ng mga tagubilin at kumokontrol sa status ng paggalaw ng bawat joint batay sa mga preset na programa o mga resulta ng real-time na pagkalkula.
Teknikal na arkitektura: Batay sa mga naka-embed na system, isinasama ng controller ang mga hardware circuit, digital signal processor, microcontroller, at iba't ibang interface para makamit ang mga kumplikadong function tulad ng pagpaplano ng paggalaw, pagbuo ng trajectory, at pagsasanib ng data ng sensor.
Mga advanced na algorithm ng kontrol:Mga modernong robot controllerkaraniwang gumagamit ng mga advanced na teorya ng kontrol tulad ng Model Predictive Control (MPC), Sliding Mode Variable Structure Control (SMC), Fuzzy Logic Control (FLC), at Adaptive Control upang matugunan ang mga hamon sa pagkontrol sa mga kumplikadong kinakailangan sa gawain at hindi tiyak na kapaligiran.
5. Tagapagpatupad
Kahulugan at Function: Ang actuator ay isang device na nagko-convert ng mga electrical signal na ibinubuga ng controller sa aktwal na mga pisikal na aksyon. Karaniwang tumutukoy ito sa isang kumpletong unit sa pagmamaneho na binubuo ng mga servo motor, reducer, at mga kaugnay na mekanikal na bahagi.
Force control at position control: Hindi lang kailangan ng actuator na makamit ang tumpak na kontrol sa posisyon, ngunit kailangan ding ipatupad ang torque o tactile feedback control para sa ilang precision assembly o medical rehabilitation robot, iyon ay, force control mode, para matiyak ang force sensitivity at kaligtasan habang ang proseso ng operasyon.
Redundancy at Collaboration: Sa mga multi joint robot, kailangang i-coordinate ng iba't ibang actuator ang kanilang trabaho, at ginagamit ang mga advanced na diskarte sa pagkontrol upang mahawakan ang mga epekto ng coupling sa pagitan ng mga joints, na makamit ang flexible motion at path optimization ng robot sa kalawakan.
6. Teknolohiya ng sensor
Bagama't hindi tahasang binanggit sa limang pangunahing teknolohiya, ang teknolohiya ng sensor ay isang mahalagang bahagi para sa mga robot upang makamit ang pang-unawa at matalinong paggawa ng desisyon. Para sa mga high-precision at intelligent na modernong robot, ang pagsasama ng maraming sensor (gaya ng mga position sensor, torque sensor, vision sensor, atbp.) upang makakuha ng impormasyon sa kapaligiran at sariling estado ay napakahalaga.
Mga sensor ng posisyon at bilis: Ang encoder ay naka-install sa servo motor upang magbigay ng real-time na posisyon at bilis ng feedback, na bumubuo ng closed-loop control system; Bilang karagdagan, ang mga sensor ng magkasanib na anggulo ay maaaring tumpak na masukat ang aktwal na anggulo ng pag-ikot ng bawat gumagalaw na kasukasuan.
Mga sensor ng puwersa at torque: naka-embed sa dulong effector ng mga actuator o robot, na ginagamit upang maramdaman ang puwersa at torque ng contact, na nagbibigay-daan sa mga robot na magkaroon ng maayos na mga kakayahan sa pagpapatakbo at mga katangian ng ligtas na pakikipag-ugnayan.
Visual at environmental perception sensors: kabilang ang mga camera, LiDAR, depth camera, atbp., na ginagamit para sa 3D reconstruction ng eksena, target na pagkilala at pagsubaybay, pag-navigate sa pag-iwas sa mga hadlang at iba pang mga function, na nagbibigay-daan sa mga robot na umangkop sa mga dynamic na kapaligiran at gumawa ng kaukulang mga desisyon.
7. Teknolohiya ng Komunikasyon at Network
Ang mahusay na teknolohiya ng komunikasyon at arkitektura ng network ay pantay na mahalaga sa mga multi robot system at remote control na mga sitwasyon
Panloob na komunikasyon: Ang napakabilis na pagpapalitan ng data sa pagitan ng mga controller at sa pagitan ng mga controller at sensor ay nangangailangan ng matatag na teknolohiya ng bus, gaya ng CANopen, EtherCAT, at iba pang real-time na pang-industriya na Ethernet protocol.
Panlabas na komunikasyon: Sa pamamagitan ng mga teknolohiyang wireless na komunikasyon gaya ng Wi Fi, 5G, Bluetooth, atbp., maaaring makipag-ugnayan ang mga robot sa iba pang mga device at cloud server upang makamit ang malayuang pagsubaybay, mga update sa programa, pagsusuri ng malaking data, at iba pang mga function.
8. Pamamahala ng Enerhiya at Power
Power system: Pumili ng power supply na angkop para sa mga katangian ng workload ng robot, at magdisenyo ng makatwirang power management system upang matiyak ang pangmatagalang stable na operasyon at matugunan ang mga biglaang pangangailangan ng high-power.
Energy recovery at energy-saving technology: Ang ilang advanced na robot system ay nagsimulang gumamit ng energy recovery technology, na nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa electrical energy storage sa panahon ng deceleration upang mapabuti ang pangkalahatang kahusayan sa enerhiya.
9. Antas ng Software at Algorithm
Mga algorithm sa pagpaplano ng paggalaw at pagkontrol: Mula sa pagbuo ng trajectory at pag-optimize ng landas hanggang sa pagtuklas ng banggaan at mga diskarte sa pag-iwas sa balakid, sinusuportahan ng mga advanced na algorithm ang mahusay at tumpak na paggalaw ng mga robot.
Artificial Intelligence at Autonomous Learning: Sa pamamagitan ng paggamit ng mga teknolohiya tulad ng machine learning at deep learning, ang mga robot ay maaaring patuloy na magsanay at umulit upang mapabuti ang kanilang mga kakayahan sa pagkumpleto ng gawain, na nagbibigay-daan sa mas kumplikadong lohika sa paggawa ng desisyon at autonomous na pag-uugali.
10.Teknolohiya ng pakikipag-ugnayan ng computer ng tao
Sa maraming mga sitwasyon ng aplikasyon, lalo na sa mga larangan ng mga robot ng serbisyo at mga collaborative na robot, ang teknolohiya ng pakikipag-ugnayan ng tao-computer ay napakahalaga:
Pagkilala at synthesis ng pagsasalita: Sa pamamagitan ng pagsasama ng teknolohiyang natural language processing (NLP), naiintindihan ng mga robot ang mga command ng boses ng tao at nagbibigay ng feedback sa malinaw at natural na pananalita.
Pakikipag-ugnayan sa pandamdam: Magdisenyo ng mga robot na may mga mekanismo ng pandamdam na feedback na maaaring gayahin ang mga makatotohanang pandamdam na sensasyon, na nagpapahusay sa karanasan at kaligtasan ng user sa panahon ng operasyon o pakikipag-ugnayan.
Pagkilala sa kilos: Paggamit ng teknolohiya ng computer vision upang makuha at suriin ang mga galaw ng tao, na nagbibigay-daan sa mga robot na tumugon sa mga utos ng galaw na hindi nakikipag-ugnayan at makamit ang intuitive na kontrol sa pagpapatakbo.
Pagkalkula ng ekspresyon ng mukha at emosyon: Ang mga social robot ay may mga sistema ng pagpapahayag ng mukha at mga kakayahan sa pagkilala ng emosyon na maaaring magpahayag ng mga emosyon, sa gayon ay mas mahusay na umaangkop sa mga emosyonal na pangangailangan ng mga tao at pagpapabuti ng pagiging epektibo ng komunikasyon
Oras ng post: Set-05-2024
