Pokiaľ ide o svet robotiky, aktuátory zohrávajú kľúčovú úlohu, pretože umožňujú robotom vykonávať rôzne úlohy. Ako dôveryhodný dodávateľ dielov pre roboty som bol z prvej ruky svedkom rozmanitej škály ovládačov, ktoré poháňajú rôzne typy robotov. V tomto blogu sa ponorím do rôznych typov ovládačov robotov, ich vlastností a aplikácií.
Elektrické pohony
Elektrické pohony patria medzi najčastejšie používané typy v robotike. Premieňajú elektrickú energiu na mechanický pohyb. Jednou z kľúčových výhod elektrických servomotorov je ich vysoká presnosť a ovládateľnosť. Vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie, kde sa vyžaduje presné umiestnenie a pohyb.
Jednosmerné motory
Jednosmerné motory sú základom mnohých malých robotov. Dizajnovo sú pomerne jednoduché a ľahko sa ovládajú. Zmenou napätia aplikovaného na motor je možné nastaviť rýchlosť otáčania. Jednosmerné motory sa často používajú v mobilných robotoch, ako sú malé vzdelávacie roboty alebo hračkárske roboty. Napríklad malý robot, ktorý sa pohybuje okolo stola, môže na pohon kolies používať jednosmerné motory.
Krokové motory
Krokové motory ponúkajú presnú kontrolu nad uhlovým posunom. Pohybujú sa v diskrétnych krokoch, čo umožňuje presné polohovanie. Vďaka tomu sú vhodné pre aplikácie, ako sú 3D tlačiarne a robotické ramená používané vRobotické rameno CNC stroja. V CNC stroji môže krokový motor pohybovať ramenom robota na špecifické súradnice s vysokou presnosťou, čo umožňuje presné obrábacie operácie.
Servomotory
Servomotory sú ďalším populárnym typom elektrického pohonu. Pozostávajú z motora, spätnoväzbového zariadenia a regulátora. Zariadenie spätnej väzby umožňuje servomotoru udržiavať špecifickú polohu, rýchlosť alebo krútiaci moment. Servomotory sa bežne používajú v humanoidných robotoch, najmä vČasti kĺbov humanoidného robota. Môžu poskytnúť presné pohyby potrebné na to, aby kĺby napodobňovali ľudské pohyby.
Hydraulické pohony
Hydraulické pohony využívajú na generovanie pohybu stlačenú kvapalinu. Sú známe svojou vysokou hustotou výkonu, čo znamená, že dokážu vyprodukovať veľké množstvo sily v relatívne malom balení.
Hydraulické valce
Hydraulické valce sú najbežnejším typom hydraulického pohonu. Skladajú sa z valca, piestu a tyče. Keď sa stlačená kvapalina aplikuje na jednu stranu piestu, pohybuje tyčou a vytvára lineárny pohyb. Hydraulické valce sa často používajú v ťažkých priemyselných robotoch, ako sú roboty používané pri výrobe automobilov. Tieto roboty potrebujú zdvíhať a presúvať veľké a ťažké komponenty a vďaka schopnostiam hydraulických valcov s vysokou silou sú vhodnou voľbou.
Hydraulické motory
Hydraulické motory premieňajú hydraulickú energiu na rotačný pohyb. Majú podobnú funkciu ako elektromotory, ale sú poháňané stlačenou kvapalinou. Hydraulické motory sa používajú v aplikáciách, kde sa vyžaduje vysoký krútiaci moment, ako napríklad vo veľkých stavebných robotoch alebo banských robotoch.
Pneumatické pohony
Pneumatické pohony využívajú na generovanie pohybu stlačený vzduch. Sú ľahké, lacné a nenáročné na údržbu.
Pneumatické valce
Pneumatické valce fungujú podobne ako hydraulické valce, ale namiesto stlačenej kvapaliny používajú stlačený vzduch. Bežne sa používajú v robotoch typu pick-and-place v priemyselných zariadeniach. Napríklad v továrenskej montážnej linke možno použiť pneumatické valce na rýchly presun malých dielov z jedného miesta na druhé.
Pneumatické motory
Pneumatické motory premieňajú energiu stlačeného vzduchu na rotačný pohyb. Často sa používajú v aplikáciách, kde je potrebné jednoduché a nákladovo efektívne riešenie, ako napríklad v niektorých malých robotických uchopovačoch.
Piezoelektrické ovládače
Piezoelektrické aktuátory sú založené na piezoelektrickom jave, kde určité materiály pri mechanickom namáhaní generujú elektrický náboj a naopak.
Tieto pohony ponúkajú extrémne vysokú presnosť a rýchlu odozvu. Používajú sa v aplikáciách, kde sa vyžadujú veľmi jemné pohyby, ako napríklad v mikrorobotoch alebo v zaostrovacích mechanizmoch niektorých vysoko presných kamier používaných v robotike. Piezoelektrické ovládače možno použiť na presné nastavenieĽahké robotické ramenopre úlohy, ktoré vyžadujú vysokú presnosť v malom rozsahu.
Pohony zo zliatiny tvarovej pamäte (SMA).
Zliatiny s tvarovou pamäťou sú materiály, ktoré sa môžu po zahriatí alebo ochladení vrátiť do predtým definovaného tvaru. Akčné členy SMA využívajú túto vlastnosť na generovanie pohybu.
Sú ľahké a na svoju veľkosť môžu vytvárať relatívne veľké sily. Pohony SMA sa často používajú v aplikáciách, kde je potrebné kompaktné a ľahké riešenie pohonov. Napríklad v niektorých malých lekárskych robotoch alebo vPlastová škrupina robotapre určité typy pohybových mechanizmov.
Aplikácie a úvahy
Výber aktuátora závisí od niekoľkých faktorov, vrátane požadovanej sily, rýchlosti, presnosti a prostredia, v ktorom bude robot pracovať. Napríklad v prostredí čistých priestorov môžu byť preferované elektrické pohony kvôli ich nízkej hlučnosti a nedostatku úniku tekutín. V prostredí s vysokou teplotou môžu byť vhodnejšie hydraulické alebo pneumatické pohony, pretože lepšie zvládajú teplo.
Okrem toho zohráva úlohu aj celkový dizajn robota. Za robota s aHliníkový podvozok robota, ľahké ovládače môžu byť vhodnejšie na udržanie celkovej rovnováhy a mobility robota.
Kontaktujte nás a požiadajte o súčiastky vášho robota
Ako spoľahlivý dodávateľ dielov pre roboty chápeme dôležitosť používania správnych ovládačov pri konštrukcii vášho robota. Či už hľadáte elektrické, hydraulické, pneumatické, piezoelektrické alebo SMA pohony, máme širokú škálu produktov, ktoré splní vaše požiadavky.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich častiach robotov alebo máte špecifické potreby pre váš ďalší robotický projekt, odporúčame vám kontaktovať nás. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám pri hľadaní dokonalých ovládačov a iných častí robotov pre vašu aplikáciu. Spolupracujme na oživení vašej robotickej vízie.
Referencie
- Craig, JJ (2005). Úvod do robotiky: mechanika a riadenie. Pearson Prentice Hall.
- Siciliano, B. a Khatib, O. (Eds.). (2016). Springer Handbook of Robotics. Springer.
- Spong, MW, Hutchinson, S., & Vidyasagar, M. (2006). Modelovanie a riadenie robotov. Wiley.
