Lajme

DSPOWER filloi në vitin 2013 dhe është një prodhues i fokusuar në kërkimin dhe zhvillimin, prodhimin dhe edukimin për servo robotët,servo robotë inteligjentë, servo për dronë dhe aksesorë të ngjashëm.

Që nga themelimi ynë, ne jemi përqendruar në kërkesat e robotëve dhe servo-ve të dronëve, dhe kemi projektuar dhe zhvilluar produkte servo të përshtatshme për përdoruesit e robotëve.

Sot, do të ndajmë zgjidhjet tona për krahët robotikë.

Krahu robotik kryen kontrollin e lëvizjes, njësoj si injektimi i një shpirti në skeletin e tij prej çeliku, dhe servo është komandanti tepër i saktë. Në seminarin e kërkim-zhvillimit të DSPOWER, çdo ditë mund t'i shohim këto komponentë të transformuar nga vizatime në valltarë mekanikë të gjallë.

Sot, dua t'ju tregoj se si servomotori e bën krahun robotik të funksionojë po aq fleksibël sa një krah njerëzor, gjë që përfshin si ingranazhe precize që ndërthuren me njëra-tjetrën, ashtu edhe planifikim inteligjent.

Si një servo kontrollon këndin e një krahu robotik

Servomotori përfshin një sistem reagimi shumë inteligjent. Një potenciometër monitoron pozicionin e boshtit të daljes në kohë reale pas marrjes së një sinjali kontrolli. Pasi krahason këtë pozicion me pozicionin e synuar, ai menjëherë rregullon rrotullimin e motorit.

Kjo është e ngjashme me prekjen e një objekti me dorën tuaj ndërsa mbroni sytë, ku gishtat tuaj bëjnë vazhdimisht rregullime të vogla derisa të arrihet pozicionimi i saktë. Servomotori që kemi projektuar me kujdes për robotët e pastrimit përdor komunikim serial TTL, duke i mundësuar secilës nyje të raportojë në mënyrë të pavarur të dhënat e pozicionit.Kjo siguron që kur krahu i robotit mbetet në këndin e paracaktuar, gabimi të jetë më pak se 0.5 gradë.

Në zbatimet praktike, çdo nyje në një krah robotik duhet të koordinohet në kënde të ndryshme. Për shembull, kur kapet një gotë e anuar, servo-motori i kyçit të dorës duhet të kompensojë një anim prej 15 gradësh, ndërsa servo-motori i shpatullës mban 30 gradë mbështetje.

Ky koordinim shumëkëndësh kërkon që servo-të të reagojnë shpejt. Ne përdorim një sistem ingranazhesh metalike që mund të ruajë stabilitetin e pozicionit edhe nën 85 kgf.cm çift rrotullues, si shtimi i muskujve rezistentë ndaj lodhjes në krahun robotik.

Pse është e nevojshme që shumë servo të punojnë së bashku?

Një servo i vetëm mund të arrijë vetëm lëkundje të thjeshta, megjithatë një krah robotik duhet të funksionojë me rrjedhshmërinë maksimale të një dore njerëzore. Imagjinoni të mbani një stilolaps dhe të shkruani; ky veprim kërkon lëvizjen e koordinuar të kyçit të dorës, bërrylit dhe shpatullës.

Në fshesën robotike me korrent me pesë akse të zhvilluar nga partneri ynë, servot me nyje të fazës së përparme mbajnë ngarkesën, servot me nyje të fazës së mesme kontrollojnë lëvizjen e zgjatjes, dhe servot me nyje të fazës së fundit kryejnë lëvizje të imëta. Kjo ndarje e punës është si ansambli orkestral simfonik midis instrumenteve të ndryshme.

Në një sistem me shumë servo, kontrolli i kohës është veçanërisht kritik. Njëherë patëm një rast ku një krah robotik dridhej ndërsa kapte një vezë. Më vonë zbuluam se kjo ishte për shkak të një vonese prej 10 milisekondash në përgjigjen e servove të kyçit të dorës dhe gishtit. Duke përmirësuar shpërndarjen e sinjalit PWM, ne ishim në gjendje të arrinim sinkronizim të përsosur të të gjithë servove, si një kor i stërvitur. Tani, ky sistem mund të kapë pa probleme një vezë të gjallë pa e thyer atë.

Si ndikon çift rrotullues servo në një krah robotik?

Kjo është e ngjashme me ndjesinë e dridhjes së krahut të një njeriu.

Megjithatë, çift rrotullues më i lartë nuk është gjithmonë më i mirë. Çift rrotullues i tepërt rrit konsumin e energjisë dhe gjithashtu mund të çojë në struktura të rënda. Servo-motorët që kemi projektuar për robotët e tavolinës mund tëArritja e operacioneve më delikate me një çift rrotullues prej 6.3 kgf.cmÇelësi është që çift rrotullues të përputhet me kërkesat e ngarkesës së krahut robotik, ashtu si kur zgjidhni një motor makine, nuk keni gjithmonë nevojë të synoni fuqinë maksimale të kuajve.

Si të zgjidhni një model servo me krah robotik

Kur zgjidhni një model servo, merrni në konsideratë skenarin e funksionimit të robotit. Për aplikimet që kërkojnë ndezje dhe ndalesa të shpeshta, rekomandohet një servo dixhital me funksion frenimi. Një rast klienti që hasëm përfshinte një linjë prodhimi të automatizuar që kërkontekrah roboti për të arritur 20 ndalesa të sakta në minutëServo-motorët analogë konvencionalë do të vuanin nga gabime kumulative, ndërsa servo-motorët dixhitalë, me shkallën e tyre më të lartë të rifreskimit, e zgjidhin në mënyrë të përkryer këtë problem.

Përputhja e dimensioneve është gjithashtu thelbësore. Në të kaluarën, disa klientë vendosnin servomotorë standardë në krahë robotikë kompaktë, duke rezultuar në shpërndarje të dobët të nxehtësisë. Më pas, ne zhvilluam një servomotor me kapëse 26 mm të projektuar posaçërisht, i cili është 40% më i vogël duke ruajtur një çift rrotullues prej 3 kg·cm. Është si të qepësh rroba për një krah robotik - duhet të lejojë lëvizje të lirë pa qenë shumë i lirshëm.

Cilat janë ndryshimet në protokollet e kontrollit servo?

Protokolli PWM, i ngjashëm me një përçues rrahje-rrahje, transmeton komanda nëpërmjet gjerësisë së pulsit, ndërsa protokolli serial TTL, ashtu si një bisedë, mund të transmetojë parametra më kompleksë. Në laboratorin DSPOWER, ne shpesh i krahasojmë këto dy protokolle.

PWM është i përshtatshëm për kontroll të thjeshtë nga një pikë në tjetrën, si ndezja ose fikja e një drite, ndërsaTTL mund të marrë njëkohësisht sinjale të shumëfishta reagimi, siç janë pozicioni, temperatura dhe rryma.

Aktualisht, gjithnjë e më shumë krahë robotikë po përdorin protokolle hibride, siç është projekti ynë i krahut robotik bionik. Lëvizjet bazë përdorin kontrollin PWM për të siguruar performancë në kohë reale, ndërsa akordimi i imët me TTL transmeton parametra të detajuar.

Kjo është si të ngasësh një makinë, ku duhet të përdorësh pedalet për të kontrolluar shpejtësinë dhe panelin e kontrollit për të monitoruar statusin. Ky konfigurim fleksibël lejon që krahët robotikë të përshtaten me mjedise pune gjithnjë e më komplekse.

Si të përmirësohet saktësia e kontrollit të servos

Përmirësimi i saktësisë kërkon si harduer ashtu edhe softuer. Në harduer, ne përdorim ingranazhe të përpunuara me precizion 0.1 mm për të zvogëluar reagimin e kundërt të transmisionit. Një klient raportoinjë lëkundje e vazhdueshme prej 2 mm në fund të krahut robotikPas hetimit, zbuluam se kjo ishte shkaktuar nga reagimi i kundërt i rrjetëzimit të ingranazheve.

Duke zëvendësuar ingranazhet me një strukturë ingranazhesh helikoidale, problemi u zgjidh. Kjo është e ngjashme me një mekanizëm ore: saktësia e secilës ingranazh ndikon në matjen e përgjithshme të kohës.

Po aq i rëndësishëm është edhe softueri. Sistemi ynë kundër dridhjeve parashikon inercinë e lëvizjes së krahut robotik dhe e kompenson atë paraprakisht. Për shembull, gjatë një ndalese emergjente, ai gjeneron një sinjal të kundërt të rregullimit të imët për të eliminuar tejkalimin e shkaktuar nga inercia, ashtu si një shofer me përvojë e shtyp butësisht pedalin e frenave për të siguruar një ndalesë të qetë dhe pa pengesa.