Robot vositasini tanlash masalalari
Robot oldindan rejalashtirilgan konstruktsion ishlarni bajarish, jarrohlik yordam, omborni yig'ish va olish, hatto minalardan tozalash kabi xavfli vazifalar kabi vazifalarni bajaradi. Bugungi robotlar juda ko'p takrorlanadigan vazifalarni bajarish bilan bir qatorda yo'nalish va harakatlarda moslashuvchanlikni talab qiluvchi murakkab vazifalarni ham bajaradilar. Texnologiyani, tezlikni va moslashuvchanlikni oshirish va xarajatlarni qisqartirish bilan robotlar keng qo'llaniladi. Mehnat ostidagi iqtisodiy afzallik bizga robot sanoatining yorqinligini ham ko'rsatadi. Bundan tashqari, kompyuterni ko'rish, hisoblash kuchi va tarmoqdagi avanslar ham robotli ilovalarni qabul qilishga imkon beradi.
Ushbu yuqori samarali robotlarni qo'llash quyidagi yaxshilanishlardan foydalanadi:
1. murakkab sensorlar;
2. Haqiqiy qaror qabul qilish va harakatlarning hisoblash kuchi va algoritmini amalga oshirish;
3. murakkab vazifalarni bajarish uchun mexanik quvvatni tez va aniq ravishda rivojlantiradigan vosita;
Dvigatelning turi va modelini tanlashda dizayner quyidagi uch asosiy omilni ko'rib chiqishi kerak:
1. Dvigatelning minimal va maksimal tezligi (va tezlashtirish);
2. Dvigatelni ta'minlashi mumkin bo'lgan maksimal moment, shuningdek moment va tezlik egri o'rtasidagi munosabatlar;
3. Dvigatel ishining aniqligi va takrorlanuvchanligi (Sensor va yopiq pastadir boshqaruvi ishlatilmaganda);
Albatta, vositani tanlashda, masalan, kattaligi, vazni va narxi kabi boshqa muhim omillar ham bor. Deyarli barcha kichik va o'rta o'lchamli robotli drayvlar uchun haydovchi vositasini tanlash, odatda, shahar mexanizmi, cho'tkasi bo'lmagan shahar mexanizmi (BLDC) va step motoriga moslashtiriladi. (Biroq, ba'zi hollarda Shlangi va pnevmatik mashinalari eng yaxshi tanlovdir.)
Brushed shahar motorlari eng qadimgi shahar motor texnologiyasidir, eng oddiy va eng kam narx. Cho'tkasi va rotor o'rtasidagi aloqa tufayli, vosita rotorining aylanishi rotor atrofidagi sarg'ish magnit maydonini o'zgartiradi (qaytaradi). Dvigatelning tezligi qo'llaniladigan kuchlanish funksiyasidir, shuning uchun haydovchi talablari yuqori emas, lekin torkni boshqarish qiyin. Ishonchlilik masalalari cho'tkaning aşınma va yırtılması, tozalash va parvarishlash kerakligi va elektron shovqin manbai (elektromagnit parazit) bo'lish ehtimoli tufayli ish paytida paydo bo'ladi. Ushbu muammolarga qaramasdan ko'p hollarda chiroyli shahar motorlari robot dizayni uchun eng jozibador variantga aylandi.
Brushless DC motorlar 1860-yillarda paydo bo'lgan va ular ikkita rivojlanishdan foyda olgan: birinchi navbatda kuchli, kichik, arzon narxlardagi doimiy magnit paydo bo'lishi; ikkinchidan, kichik va samarali elektron kalitlarning paydo bo'lishi (odatda MOSFETlar). "Elektr almashinuvi" magnit maydonni almashtirishni boshqarish uchun chirishli motorning mexanik almashinuvini o'zgartiradi. Atrofdagi sobit svetofor bilan magnitning aylanadigan yadro o'rtasidagi o'zaro ta'siri, chizilgan mexanizmning mexanik almashinishini, ya'ni magnit maydon va elektr maydonni ishlatadi. o'zaro munosabatlar. MOFSET kommutatsiya chastotasini o'zgartirib, vosita tezligi shu tarzda boshqarilishi mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, vosita nazorat qilish, vosita ishlashi uchun fırçalanmış vosita yanada yaxshi nazorat qilish imkonini beradi.
PID (proportsional-integral-derivativ) tuzatish algoritmlari yoki FOC (maydonga yo'naltirilgan boshqarish, ba'zida vektor nazorat qilish) boshqaruv algoritmlari kabi rivojlangan algoritmlarni vosita tekshirgichida qat'iylashtirishi mumkin. Bu ideal vosita ishiga haqiqiy yuklashga va yuklarni o'zgartirishga mos keladi, bu esa mexanik ish faoliyatini yanada kuchliroq va to'g'ri bajaradi. Misol uchun, motorni boshqarish algoritmi / dasturi rotor ineltsiyasi kabi omillarni hisobga olishi va mexanik drayverni moslashtirishi va mexanik omillar tufayli xatolar asta-sekin kamayishi mumkin. Bunday algoritm tezlashtirish va momentni aniq nazorat qilish imkonini beradi.
Brused motorlar bilan solishtiradigan bo'lsak, cho'tkasi bo'lmagan motorlar (BLDC) yanada murakkab nazorat qilish davrlarini talab qiladi, lekin yaxshi ishlashi mumkin. Odatda, BLDC vosita Hall effekti sensori, optik enkoder yoki EMF farq etish qurilmasi kabi bir pozitsiya geribildirim sensori bilan jihozlangan bo'lishi kerak.
Robotlar orasida tez-tez ishlatiladigan BLDC vositasining yana bir turi - step vosita. Bunday holda doimiy magnitlangan halqaning markaziy yadrosi yonida joylashgan bir switch-elektromagnit ishlatiladi. Step vosita odatdagi tarzda "aylantirilmaydi"; Buning o'rniga, muayyan burilish burchagi yoki uzluksiz aylanishiga erishish uchun tezlik doimiy ravishda aylanadigan mil orqali oshiriladi. Qadam motorida takrorlanuvchi harakat nazoratiga ega; kerak bo'lsa, avvalgi holatiga qaytarilishi mumkin.
Bosqich burchagi oralig'i 1,8 ° dan (200 qadam / dyuym) 30 ° gacha (12 qadam / rev). Bosqich burchagi yoki qadamlarning soni motorda doimiy magnitlanganlar soniga bog'liq, ammo bu masofadan tashqari qiymatlar ham mavjud. .
Bosqichli motorlar uchun, qadam ko'rsatmasdan energiya berilsa, ular joyida qoladi; step motorlari kam rpmda yuqori torkni ta'minlashi mumkin. Step vositasini ochishning eng oddiy usuli solenoidni ochish va o'chirishdir, ammo bu jitter yoki tebranishga olib kelishi mumkin. Cho'tkasi bo'lmagan motorlar va step motorlarining dastur joylarida bir necha o'xshashliklar mavjud. Stepper motorlari uzoq vaqt davomida doimiy aylanishni talab qiladigan joylarga emas, balki yuqori tork va tezlikni talab qilmaydigan kichik ilovalar o'rniga aniq avans va qayta tortish harakatlarini (masalan, yig'ish va joylashtirish) talab qiladigan ilovalar uchun yaxshi moslanadi. Bundan tashqari, step motorlari, cho'tkasi bo'lmagan shahar motorlarından kam energiya olish talablariga ega. Bu erda sanab o'tilgan motorlardan tashqari, boshqa turdagi variantlar ham mavjud. Dvigatel seriyasi juda ko'p va murakkab, ko'plab shoxlari bor. Misol uchun, sobit mıknatıslı bir vaqtda vosita (PMSM), bir cho'tkasi bo'lmagan shahar vosita (rotora ko'ra) va bir AC induksion qidiruvi (bir stator tuzilishi nisbatan) bilan kombinasyonudur. Yuqori energiya samaradorligi, birlik miqdori bo'yicha yuqori nisbiy zichlik, tork-to-weight nisbati, tezkor ta'sir muddati va nisbatan oson boshqarish xususiyatlariga ega, lekin narx nisbatan yuqori.
