Robot működtető: típusok, tervezés, működés és alkalmazásai

Tudjuk, hogy a robotok fejlett és rendkívül intelligens elektromechanikus eszközök, amelyek számos napi feladat elvégzésére képesek. Ez az eszköz képes reagálni a környezetére és műveleteket végrehajtani egy adott feladat elvégzése érdekében. A robotok különböző alkatrészekből készülnek, de az egyik jelentős alkatrész az aktuátor. Általában az aktuátorokat szinte minden körülöttünk lévő gépben használják, például elektronikus beléptetőrendszerekben, mobiltelefon-vibrátorokban, háztartási gépekben, járművekben, robotokban és ipari eszközökben. Az általános beavatkozó példák: villanymotorok , emelőcsavarok, léptetőmotorok, izomstimulátorok a robotokon belül és még sok más. Ez a cikk rövid tájékoztatást nyújt a robot működtető – alkalmazásokkal való munka.

Mi az a robotműködtető?

Az olyan működtető szerkezet, amelyet a robotokban a robot kerekeinek elfordulására vagy a robotkar csuklóinak elfordítására vagy a robot megfogójának nyitására/zárására használnak, robotműködtetőnek nevezik. A terheléstől függően különböző típusú robot-aktorok állnak rendelkezésre. Általában a terhelés különböző tényezőkhöz kapcsolódik, mint például a nyomaték, az erő, a pontosság, a működési sebesség, az energiafogyasztás és a pontosság. A robot-aktor működési elve az, hogy az energiát fizikai mozgássá alakítja, és a legtöbb aktuátor lineáris vagy forgó mozgást generál.

A robotműködtetők típusai

A robothajtóművek két típusba sorolhatók a mozgás követelményei szerint, mint például a lineáris mozgás és a forgó mozgás.

Lineáris mozgáshoz:

A robotokban kétféle működtetőelemet használnak lineáris mozgási tevékenységhez; lineáris működtetők és mágnesszelepek.

Lineáris aktuátorok

A robotikában a lineáris aktuátorokat a robot tolására vagy húzására használják, például előre vagy hátra mozgatják, és kinyújtják a karját. Ennek az aktuátornak az aktív végét egyszerűen csatlakoztatni kell a robot karjához, hogy aktiválja az ilyen mozgást. Ezeket az aktuátorokat számos alkalmazásban használják a robotikai iparban.

Mágneses működtetők

A szolenoid működtetők speciális célú lineáris működtetők, amelyek elektromágneses tevékenységre ható mágnesszelep reteszeléssel rendelkeznek. Ezeket az aktuátorokat főként a robot mozgásának vezérlésére használják, és különféle tevékenységeket végeznek, mint például az indítás és hátramenet, a reteszelés, a nyomógomb stb. A mágnesszelepeket általában reteszek, szelepek, zárak és nyomógombok alkalmazásakor használják. normál esetben külső mikrokontroller vezérli.

Forgó mozgáshoz:

A robotokban háromféle működtetőelemet használnak a forgómozgásos tevékenységhez; DC motor, szervo motor és léptetőmotor.

Egyenáramú motor működtetői

Az egyenáramú motor működtetőit általában a robotmozgás forgatására használják. Ezek az aktuátorok különböző méretekben kaphatók nyomatékgeneráló képességgel. Így használható a sebesség változtatására a forgó mozgások során. Ezen aktuátorok használatával különféle tevékenységeket hajtanak végre, mint például a robotfúrás és a robotizált hajtáslánc mozgása.

Szervo működtetők

A robotika szervomotor-aktorait főként a forgó mozgások vezérlésére és monitorozására használják. Ezek nagyon kiváló DC motorok, amelyek 360 fokos forgást tesznek lehetővé, de a folyamatos forgás nem kötelező. Ez a működtető egyszerűen lehetővé teszi a megállást a forgó mozgás során. Ennek az aktuátornak a használatával, olyan tevékenységet hajtanak végre, mint a pick and place . Tudni, hogyan a Pick N Place robot művek kattintson a linkre.

Léptetőmotoros működtetők

A léptetőmotoros működtetők hasznosak abban, hogy hozzájáruljanak a robotokon belüli ismétlődő forgó tevékenységekhez. Tehát az ilyen típusú működtetők egyenáramú és szervomotoros működtetők kombinációi. Ezeket a léptetőmotoros aktuátorokat automatizálási robotokban használják, ahol a tevékenység megismételhetősége szükséges.

Robot működtető szerkezet

Tudjuk, hogy a robotokban különböző típusú működtetőket használnak. Itt azt fogjuk megvitatni, hogyan tervezzünk egy lineáris aktuátort, amelyet a robotikában használnak a forgó mozgás húzó/nyomó lineáris mozgássá alakítására. Így ez a mozgás használható anyagok vagy gépek csúsztatására, leejtésére, billentésére vagy emelésére. Ezek az aktuátorok tiszta és biztonságos mozgásvezérlést biztosítanak, amely nagyon hatékony és karbantartásmentes.

Erő

A robot-aktor tervezése során az első szempont a teljesítmény. A mechanikai kimenő teljesítmény eléréséhez elengedhetetlen a bemeneti teljesítmény. Tehát a mechanikai kimenő teljesítmény mértékét a mozgatandó terhelés vagy erő határozza meg.

Üzemi ciklus

A munkaciklus úgy határozható meg, hogy az aktuátor milyen gyakran fog működni és mennyi időt fog használni. A munkaciklust az aktuátor mozgás közbeni hőmérséklete határozza meg, mivel a hő teljes egészében elveszik a teljesítmény.

Ha nem minden aktuátor egyforma, akkor különbségek vannak a működési ciklusaik között. Egy további tényező a terhelés, ami különösen igaz az egyenáramú motorokra, míg a munkaciklust meghatározó egyéb tényezők a terhelési jellemzők, az életkor és a környezeti hőmérséklet.

Hatékonyság

Az aktuátor hatékonysága egyszerűen segít megérteni, hogyan fog működni működés közben. Tehát az aktuátor hatásfoka az elektromos energia által termelt mechanikai teljesítmény szétválasztásával állapítható meg.

Működtető élettartam

Számos olyan tényező van, amely meghosszabbítja az aktuátor élettartamát; a névleges munkacikluson belüli tartás, az oldalsó terhelés csökkentése, valamint az ajánlott feszültség, erő és extrém környezetek betartása.

Dolgozó

A robothajtóműveket elsősorban a könnyű használat és a hatékonyság érdekében tervezték. A lineáris robot működtető szerkezete az a ferde sík, amely egy menetes vezérorsóval kezdődik. Ez a csavar egy rámpát biztosít az erő létrehozásához, amely nagyobb távolsággal együtt működik bármilyen terhelés mozgatásához. A robot működtető szerkezetének fő célja a húzó/toló mozgás biztosítása. Tehát a mozgáshoz szükséges energia kézi vagy bármilyen energiaforrás, például elektromosság, folyadék vagy levegő. Ezek a működtetők általában mozognak autóülések előre és hátra, nyitott automata ajtók, számítógép lemezmeghajtók nyitása és zárása.

Robot működtető meghibásodás

A robot működtető szerkezetének meghibásodása elsősorban számos okból következik be. Így ezek az aktuátorok különböző meghibásodásokat tapasztalhatnak, mint például elakadt kötések vagy reteszelt, szabadon lengő kötések, valamint a működtetés hatékonyságának teljes vagy részleges elvesztése. Tehát ezek a hibák befolyásolják a robot viselkedését, ha a robot vezérlőjét nem kellő hibatűréssel tervezték.

Hogyan válasszunk működtetőt a robotunkhoz?

A robotműködtetőket különböző célokra használják, így sok szempontot kell figyelembe venni az aktuátorok kiválasztásakor, például

Cél és tervezett funkcionalitás

Az adott alkalmazáshoz szükséges működtetőelem típusa elsősorban a robot céljától és a tervezett funkcionalitástól függ.

Fizikai követelmények és korlátok

Amikor az aktuátor típusát választják, a fejlesztőknek figyelembe kell venniük a fizikai követelményeket és korlátokat. Mivel az aktuátor súlya és fizikai mérete kulcsfontosságú szerepet játszik a működtető szerkezet robotban való elrendezése során, különben egy nehéz működtető egy apró robotkaron a kar meghibásodását okozhatja a saját súlyában.

Erő és Erő

Sajátos használatuk alapján a fejlesztőknek biztosítaniuk kell egy meghatározott aktuátor erejét és teljesítményét a feladat végrehajtásához.

Kommunikációs protokoll

A kommunikációs protokollt is figyelembe kell venni a robot működtetőjének kiválasztásakor. Sok működtető egyszerűen támogatja a kommunikációt PWM (impulzusszélesség-moduláció), míg egyes aktuátorok támogatják a soros kommunikációt.

Szerelési hely és opciók

A fejlesztőknek ellenőrizniük kell a roboton belül vagy a roboton elérhető felszerelési helyet és a működtető által adott rögzítési lehetőségeket. Mivel bizonyos típusú aktuátorok külön rögzítő hardverrel kaphatók, amely lehetővé teszi az egység különböző tájolású felszerelését, míg mások integrált rögzítési pontokkal állnak rendelkezésre, amelyeket egy adott pozícióba és tájolásba kell felszerelni.

Előnyök

Robot működtető előny s tartalmazza a következőket.

• Kevesebb költség
• Karbantartása egyszerű.
• Ezek pontosak.
• Könnyen irányítható.
• Az energiaátalakítás hatékonysága magas.
• Biztonságos és egyszerűen kezelhető
• Kevesebb zaj.
• Ezek nagyon tiszták és kevésbé szennyezik a légkört.
• Ezeket nagyon könnyű karbantartani.

Robot működtető hátrányai a következőket tartalmazzák.

• Túlmelegedés rögzített feltételek mellett.
• Különleges biztonságra van szükség gyúlékony környezetben.
• Jó karbantartást igényel.
• A folyadékszivárgás ökológiai problémákat okoz.
• Hangos és zajos.
• A pontosság ellenőrzésének hiánya.
• Ezek nagyon érzékenyek a rezgésekre.

Robot működtető alkalmazások

A robot-aktorok alkalmazásai a következők.

• Az aktuátor a robotikában igen jelentős komponens, amely a külső energiát fizikai mozgássá változtatja a vezérlőjelek függvényében.
• A robotika elektromos aktuátorait arra használják, hogy az elektromos energiát forgó vagy lineáris mozgássá alakítsák
• Az aktuátorok olyan erőket hoznak létre, amelyeket a robotok saját maguk és más tárgyak mozgatására használják fel.
• A működtetők robotikához, eszközökhöz vagy protéziskarokhoz kapcsolódnak, amelyeknek mozogniuk és hajlítaniuk kell.
• A robotikán belüli lineáris aktuátorok az elektromos energiát lineáris mozgássá változtatják.
• Az aktuátor feladata egy rendszer vagy mechanizmus vezérlése és mozgatása.

Tehát ez az egész egy robotról szól aktuátor – működő alkalmazásokkal. A roboton belüli működtető elem egy alapvető elem, amely a robot csuklójaként működik, hogy a robot forogjon, fel-le karozzon, és az energiát mechanikus mozgásokká alakítja. . A hajtóművek meghajtására a leggyakoribb energiaforrás az elektromosság, de pneumatikus és hidraulikus energia is használható. Így néhány egyedi hidraulikus meghajtású hajtómű nagy teljesítmény előállítására és ütésállóságra szolgál. Íme egy kérdés, hogy milyen különböző alkatrészeket használnak a robotokban?