Vieme, že roboty sú pokročilé a vysoko inteligentné elektromechanické zariadenia, ktoré dokážu vykonávať množstvo každodenných úloh. Toto zariadenie je schopné reagovať na svoje okolie a robiť akcie na dosiahnutie špecifickej úlohy. Roboty sú vyrobené z rôznych komponentov, ale jedným z dôležitých komponentov je pohon. Vo všeobecnosti sa pohony používajú takmer v každom stroji okolo nás, ako sú elektronické systémy kontroly prístupu, vibrátory pre mobilné telefóny, domáce spotrebiče, vozidlá, roboty a priemyselné zariadenia. Všeobecné príklady ovládačov sú; elektromotory , zdviháky, krokové motory, svalové stimulátory v rámci robotov a mnoho ďalších. Tento článok poskytuje stručné informácie o a aktuátor robota - práca s aplikáciami.
Čo je to robotický aktuátor?
Akčný člen, ktorý sa používa v robotoch na otáčanie kolies robota alebo otáčanie kĺbov ramena robota alebo na otváranie/zatváranie chápadla robota, je známy ako ovládač robota. K dispozícii sú rôzne typy robotických ovládačov v závislosti od zaťaženia. Vo všeobecnosti je zaťaženie spojené s rôznymi faktormi, ako je krútiaci moment, sila, presnosť, rýchlosť prevádzky, spotreba energie a presnosť. Princíp činnosti ovládača robota spočíva v premene energie na fyzický pohyb a väčšina ovládačov generuje lineárny alebo rotačný pohyb.
Typy robotických akčných členov
Robotické pohony sú rozdelené do dvoch typov podľa požiadaviek na pohyb, ako je lineárny pohyb a rotačný pohyb.
Pre lineárny pohyb:
Existujú dva typy akčných členov používaných v robotoch na lineárnu pohybovú aktivitu; lineárne pohony a solenoidové pohony.
Lineárne aktuátory
Lineárne aktuátory v robotike sa používajú na tlačenie alebo ťahanie robota, ako je pohyb dopredu alebo dozadu a predĺženie ramena. Aktívny koniec tohto ovládača je jednoducho pripojený k ramenu páky robota, aby sa aktivoval takýto pohyb. Tieto aktuátory sa používajú v mnohých aplikáciách v robotickom priemysle.
Solenoidové ovládače
Solenoidové ovládače sú špeciálne lineárne ovládače, ktoré obsahujú solenoidovú západku, ktorá pracuje na elektromagnetickej aktivite. Tieto ovládače sa používajú hlavne na ovládanie pohybu robota a tiež vykonávajú rôzne činnosti, ako je štart a spätný chod, západka, tlačidlo atď. Solenoidy sa bežne používajú v aplikáciách západiek, ventilov, zámkov a stláčacích tlačidiel, ktoré sú normálne riadené externým mikrokontrolérom.
Pre rotačný pohyb:
Existujú tri typy akčných členov používaných v robotoch na rotačnú pohybovú aktivitu; Jednosmerný motor, servomotor a krokový motor.
Pohony s jednosmerným motorom
Aktuátory jednosmerného motora sa všeobecne používajú na otáčanie robotického pohybu. Tieto pohony sú dostupné v rôznych veľkostiach s možnosťou generovania krútiaceho momentu. Môže sa teda použiť na zmenu rýchlosti počas otáčavých pohybov. Pomocou týchto ovládačov sa vykonávajú rôzne činnosti, ako je robotické vŕtanie a pohyb robotického hnacieho ústrojenstva.
Servopohony
Servomotorové akčné členy v robotike sa používajú hlavne na riadenie a monitorovanie rotačného pohybu. Jedná sa o veľmi vynikajúce jednosmerné motory, ktoré umožňujú otáčanie o 360 stupňov, ale nepretržité otáčanie nie je povinné. Tento pohon jednoducho umožňuje zastavenie počas otáčavého pohybu. Použitím tohto ovládača vykonáva sa činnosť ako pick and place . Ak chcete vedieť, ako a Vyberte robota N práce kliknite na odkaz.
Pohony krokových motorov
Aktuátory krokových motorov sú užitočné pri prispievaní k opakujúcim sa rotačným činnostiam v rámci robotov. Takže tieto typy pohonov sú kombináciou jednosmerného a servomotorového pohonu. Tieto ovládače krokových motorov sa používajú v automatizačných robotoch, kde je nevyhnutná opakovateľnosť činnosti.
Dizajn ovládača robota
Vieme, že v robotoch sa používajú rôzne typy ovládačov. Tu budeme diskutovať o tom, ako navrhnúť lineárny pohon, ktorý sa používa v robotike na zmenu rotačného pohybu na ťahový/tlačný lineárny pohyb. Takže tento pohyb možno použiť na posúvanie, spúšťanie, nakláňanie alebo zdvíhanie materiálov alebo strojov. Tieto pohony poskytujú čisté a bezpečné ovládanie pohybu, ktoré je veľmi efektívne a bez údržby.
Moc
Prvou úvahou pri navrhovaní akčného člena robota je výkon. Na získanie mechanického výkonu je nevyhnutné mať napájanie. Takže množstvo mechanického výkonu môže byť definované zaťažením alebo silou, ktorá sa má pohybovať.
Pracovný cyklus
Pracovný cyklus možno definovať ako frekvenciu činnosti pohonu a čas, ktorý bude využívať. Pracovný cyklus je určený teplotou ovládača, keď je v pohybe, pretože energia sa stráca počas tepla.
Keď všetky ovládače nie sú rovnaké, potom je rozdiel v rámci ich pracovných cyklov. Ďalším faktorom je zaťaženie, čo platí najmä pre jednosmerné motory, zatiaľ čo ďalšie faktory, ktoré môžu určiť pracovný cyklus, sú charakteristiky zaťaženia, vek a teplota okolia.
Efektívnosť
Účinnosť pohonu jednoducho pomáha pochopiť, ako bude fungovať počas prevádzky. Účinnosť pohonu sa teda zistí oddelením mechanickej energie generovanej elektrickou energiou.
Životnosť ovládača
Existuje mnoho faktorov, ktoré predĺžia životnosť pohonu; zotrvanie v menovitom pracovnom cykle, zníženie bočného zaťaženia a zotrvanie v odporúčanom napätí, sile a extrémnych prostrediach.
Pracovné
Robotické aktuátory sú navrhnuté hlavne pre jednoduché použitie a efektivitu. Konštrukcia lineárneho ovládača robota je naklonená rovina, ktorá začína vodiacou skrutkou so závitom. Táto skrutka poskytuje rampu na generovanie sily, ktorá funguje spolu s väčšou vzdialenosťou na presun akéhokoľvek nákladu. Hlavným účelom konštrukcie ovládača robota je poskytnúť ťahový/tlačný pohyb. Energia potrebná na zabezpečenie pohybu je teda manuálna alebo akýkoľvek zdroj energie, ako je elektrina, tekutina alebo vzduch. Tieto ovládače sa vo všeobecnosti pohybujú autosedačky dopredu a dozadu, automatické otváranie dverí, otváranie a zatváranie počítačových diskov.
Porucha akčného člena robota
K poruche ovládača robota dochádza hlavne z mnohých dôvodov. Takže tieto ovládače môžu zaznamenať rôzne poruchy, ako sú zaseknuté kĺby alebo uzamknuté, voľne sa kývajúce kĺby a úplná alebo čiastočná strata účinnosti ovládania. Takže tieto poruchy ovplyvnia správanie robota, ak riadiaca jednotka robota nebola navrhnutá s dostatočnou odolnosťou voči chybám.
Ako si vybrať ovládač pre svojho robota?
Robotické ovládače sa používajú na rôzne účely, takže pri výbere ovládačov je potrebné zvážiť veľa aspektov
Účel a zamýšľaná funkčnosť
Potrebný typ pohonu pre konkrétnu aplikáciu závisí hlavne od účelu robota, ako aj od zamýšľanej funkčnosti.
Fyzické požiadavky a obmedzenia
Kedykoľvek sa rozhodne o použití typu pohonu, vývojári sa musia pozrieť na fyzické požiadavky a obmedzenia. Pretože hmotnosť a fyzická veľkosť ovládača hrá kľúčovú úlohu pri usporiadaní ovládača v robote, v opačnom prípade môže ťažký ovládač na malom robotickom ramene spôsobiť zlyhanie ramena vlastnou hmotnosťou.
Sila a sila
Na základe ich konkrétneho použitia musia vývojári zabezpečiť silu a výkon špecifikovaného ovládača na vykonanie úlohy.
Komunikačný protokol
Pri výbere aktuátora pre robot je potrebné zvážiť aj komunikačný protokol. Mnoho pohonov jednoducho podporuje komunikáciu s PWM (modulácia šírky impulzu), zatiaľ čo niektoré ovládače podporujú sériovú komunikáciu.
Montážny priestor a možnosti
Vývojári by si mali overiť montážny priestor dostupný v robote alebo na robote a možnosti montáže dané samotným ovládačom. Pretože niektoré typy pohonov sú dostupné so samostatným montážnym hardvérom, ktorý vám umožňuje namontovať jednotku v rôznych orientáciách, zatiaľ čo iné sú dostupné s integrovanými montážnymi bodmi, ktoré sa inštalujú do určitej polohy a orientácie.
Výhody
Výhoda robotického pohonu s zahŕňajú nasledujúce.
- Menšie náklady
- Jeho údržba je nenáročná.
- Tieto sú presné.
- Jednoduché ovládanie.
- Účinnosť premeny energie je vysoká.
- Bezpečné a jednoduché na obsluhu
- Menej hluku.
- Sú veľmi čisté a menej znečisťujú atmosféru.
- Tie sa veľmi ľahko udržiavajú.
Nevýhody robotického pohonu zahŕňajú nasledujúce.
- Prehrievanie v stanovených podmienkach.
- Vyžaduje špeciálnu bezpečnosť v horľavom prostredí.
- Potrebujete dobrú údržbu.
- Únik tekutín spôsobí ekologické problémy.
- Hlasné a hlučné.
- Nedostatok kontroly presnosti.
- Tie sú veľmi citlivé na vibrácie.
Aplikácie robotických akčných členov
Aplikácie robotických akčných členov zahŕňajú nasledujúce.
- Aktuátor je veľmi dôležitý komponent v robotike, ktorý mení vonkajšiu energiu na fyzický pohyb v závislosti od riadiacich signálov.
- Elektrické pohony v robotike sa používajú na zmenu elektrickej energie na rotačný alebo lineárny pohyb
- Akčné členy vytvárajú sily, ktoré roboty využívajú na pohyb seba a iných predmetov.
- Aktuátory sú spojené s robotikou, zariadeniami alebo protetickými ramenami, ktoré sa musia pohybovať a ohýbať.
- Lineárne pohony v rámci robotiky menia elektrickú energiu na lineárny pohyb.
- Aktuátor je zodpovedný za ovládanie a pohyb systému alebo mechanizmu.
Toto je teda všetko o robote pohon – funkčný s aplikáciami. Aktuátor v rámci robota je základnou súčasťou, ktorá funguje ako kĺb pre robota na otáčanie robota, ramená hore a dole a mení energiu na mechanické pohyby . Najbežnejším zdrojom energie na pohon pohonov je elektrina, možno však využiť aj pneumatickú a hydraulickú energiu. Niektoré unikátne hydraulicky poháňané pohony sa teda používajú na generovanie vysokého výkonu a sú odolné voči nárazom. Tu je otázka pre vás, aké rôzne komponenty sa používajú v robotoch?
