Vemo, da so roboti napredne in visoko inteligentne elektromehanske naprave, ki lahko opravljajo številna vsakodnevna opravila. Ta naprava se lahko odziva na okolico in izvaja dejanja za dosego določene naloge. Roboti so izdelani iz različnih komponent, vendar je ena od pomembnih komponent aktuator. Na splošno se aktuatorji uporabljajo v skoraj vseh strojih okoli nas, kot so elektronski sistemi za nadzor dostopa, vibratorji mobilnih telefonov, gospodinjski aparati, vozila, roboti in industrijske naprave. Primeri splošnih pogonov so; električni motorji , vijaki, koračni motorji, mišični stimulatorji v robotih in še veliko več. Ta članek vsebuje kratke informacije o a robotski aktuator – delo z aplikacijami.
Kaj je robotski aktuator?
Aktuator, ki se v robotih uporablja za vrtenje koles robota ali za obračanje sklepov rok robota ali za odpiranje/zapiranje prijemala robota, je znan kot robotski aktuator. Glede na vključeno obremenitev so na voljo različne vrste robotskih aktuatorjev. Na splošno je obremenitev povezana z različnimi dejavniki, kot so navor, sila, natančnost, hitrost delovanja, poraba energije in natančnost. Načelo delovanja robotskega aktuatorja je spreminjanje energije v fizično gibanje in večina aktuatorjev ustvarja linearno ali rotacijsko gibanje.
Vrste robotskih aktuatorjev
Robotski aktuatorji so razvrščeni v dve vrsti glede na zahteve gibanja, kot sta linearno gibanje in rotacijsko gibanje.
Za linearno gibanje:
Obstajata dve vrsti aktuatorjev, ki se uporabljajo v robotih za linearno gibanje; linearni aktuatorji in elektromagnetni aktuatorji.
Linearni aktuatorji
Linearni aktuatorji se v robotiki uporabljajo za potiskanje ali vlečenje robota, kot je premikanje naprej ali nazaj in izteg rok. Aktivni konec tega aktuatorja je preprosto povezan z vzvodno roko robota, da aktivira takšno gibanje. Ti aktuatorji se uporabljajo v številnih aplikacijah v industriji robotike.
Elektromagnetni aktuatorji
Elektromagnetni aktuatorji so linearni aktuatorji za posebne namene, ki vključujejo elektromagnetni zapah, ki deluje na elektromagnetno aktivnost. Ti aktuatorji se večinoma uporabljajo za nadzor gibanja robota in izvajajo tudi različne dejavnosti, kot so zagon in vzvratna vožnja, zapah, gumb itd. Solenoidi se običajno uporabljajo v aplikacijah zapahov, ventilov, ključavnic in gumbov, ki so običajno nadzoruje zunanji mikrokrmilnik.
Za rotacijsko gibanje:
Obstajajo tri vrste aktuatorjev, ki se uporabljajo v robotih za rotacijsko gibanje; DC motor, servo motor in koračni motor.
DC motorni aktuatorji
DC motorni pogoni se običajno uporabljajo za obračanje robotskega gibanja. Ti aktuatorji so na voljo v različnih velikostih z zmožnostjo ustvarjanja navora. Tako ga je mogoče uporabiti za spreminjanje hitrosti med rotacijskimi gibi. Z uporabo teh aktuatorjev se izvajajo različne dejavnosti, kot je robotsko vrtanje in gibanje robotskega pogona.
Servo aktuatorji
Servo motorni aktuatorji v robotiki se večinoma uporabljajo za krmiljenje in spremljanje rotacijskega gibanja. To so zelo vrhunski enosmerni motorji, ki omogočajo vrtenje za 360 stopinj, vendar neprekinjeno vrtenje ni obvezno. Ta aktuator preprosto omogoča zaustavitve med rotacijskim gibanjem. Z uporabo tega aktuatorja izvaja se dejavnost, kot je izberi in postavi . Da bi vedeli, kako a Robot Pick N Place dela kliknite na povezavo.
Koračni motorni aktuatorji
Koračni motorni aktuatorji so v pomoč pri prispevanju k ponavljajočim se vrtečim dejavnostim znotraj robotov. Te vrste aktuatorjev so torej kombinacija enosmernih in servo motornih aktuatorjev. Ti aktuatorji s koračnim motorjem se uporabljajo v robotih za avtomatizacijo, kjer je potrebna ponovljivost dejavnosti.
Zasnova robotskega aktuatorja
Vemo, da se v robotih uporabljajo različne vrste aktuatorjev. Tukaj bomo razpravljali o tem, kako oblikovati linearni aktuator, ki se uporablja v robotiki za spreminjanje rotacijskega gibanja v linearno gibanje vleka/potiska. To gibanje se torej lahko uporablja za drsenje, spuščanje, nagibanje ali dvigovanje materialov ali strojev. Ti aktuatorji zagotavljajo čisto in varno krmiljenje gibanja, ki je zelo učinkovito in vzdrževano prosto.
Moč
Prvi dejavnik pri načrtovanju robotskega aktuatorja je moč. Za pridobitev mehanske izhodne moči je bistvenega pomena, da je moč prisotna. Torej, količino mehanske izhodne moči je mogoče določiti z obremenitvijo ali silo, ki jo je treba premakniti.
Delovni cikel
Delovni cikel je mogoče opredeliti kot pogostost delovanja aktuatorja in količino časa, ki ga bo porabil. Delovni cikel je določen s temperaturo aktuatorja, ko je v gibanju, saj se moč izgubi zaradi toplote.
Če vsi aktuatorji niso enaki, obstaja razlika v njihovih delovnih ciklih. Še en dejavnik je obremenitev, kar še posebej velja za motorje na enosmerni tok, medtem ko so drugi dejavniki, ki lahko določajo delovni cikel, značilnosti obremenitve, starost in temperatura okolja.
Učinkovitost
Učinkovitost aktuatorja preprosto pomaga razumeti, kako bo deloval med delovanjem. Učinkovitost aktuatorja je torej ugotovljena z ločevanjem mehanske moči, ustvarjene z električno energijo.
Življenjska doba aktuatorja
Obstaja veliko dejavnikov, ki bodo podaljšali življenjsko dobo aktuatorja: ostati v nazivnem delovnem ciklu, zmanjšati stransko obremenitev in ostati v priporočeni napetosti, sili in ekstremnih okoljih.
Delo
Robotski aktuatorji so zasnovani predvsem za enostavno uporabo in učinkovitost. Zasnova linearnega robotskega aktuatorja je nagnjena ravnina, ki se začne z navojnim vodilnim vijakom. Ta vijak zagotavlja klančino za ustvarjanje sile, ki deluje skupaj z večjo razdaljo za premikanje katerega koli bremena. Glavni namen zasnove robotskega aktuatorja je zagotavljanje vlečenja/potiskanja. Torej je potrebna energija za zagotavljanje gibanja ročna ali kateri koli vir energije, kot je elektrika, tekočina ali zrak. Ti aktuatorji se običajno premikajo avtosedeži naprej in nazaj, odpiranje avtomatskih vrat, odpiranje in zapiranje računalniških diskov.
Okvara robotskega aktuatorja
Do okvare aktuatorja robota pride predvsem zaradi številnih razlogov. Tako lahko ti aktuatorji doživijo različne okvare, kot so zagozdeni spoji ali zaklenjeni, prosto nihajoči sklepi in popolna ali delna izguba učinkovitosti aktiviranja. Torej bodo te okvare vplivale na vedenje robota, če krmilnik robota ni zasnovan z zadostno toleranco za napake.
Kako izbrati aktuator za svojega robota?
Robotski aktuatorji se uporabljajo za različne namene, zato je treba pri izbiri aktuatorjev upoštevati številne vidike, kot je
Namen in načrtovana funkcionalnost
Potreben tip aktuatorja za določeno aplikacijo je v glavnem odvisen od namena robota in predvidene funkcionalnosti.
Fizične zahteve in omejitve
Kadarkoli se odloči za uporabo vrste aktuatorja, morajo razvijalci upoštevati fizične zahteve in omejitve. Ker imata teža in fizična velikost aktuatorja ključno vlogo pri razporeditvi aktuatorja v robotu, sicer lahko težak aktuator na majhni robotski roki povzroči odpoved roke zaradi lastne teže.
Moč in moč
Na podlagi njihove posebne uporabe morajo razvijalci zagotoviti moč in moč določenega aktuatorja za izvedbo naloge.
Komunikacijski protokol
Pri izbiri aktuatorja za robota je treba upoštevati tudi komunikacijski protokol. Mnogi aktuatorji preprosto podpirajo komunikacijo z PWM (impulzna širinska modulacija), medtem ko nekateri aktuatorji podpirajo serijsko komunikacijo.
Montažni prostor in možnosti
Razvijalci morajo preveriti prostor za namestitev, ki ga je mogoče dobiti v robotu ali na njem, in možnosti namestitve, ki jih ponuja sam aktuator. Ker so nekatere vrste aktuatorjev na voljo z ločeno strojno opremo za montažo, ki vam omogoča montažo enote v različnih orientacijah, medtem ko so druge na voljo z integriranimi montažnimi točkami, ki so nameščene v določen položaj in orientacijo.
Prednosti
Prednost robotskega pogona vključujejo naslednje.
- Manj stroškov
- Njegovo vzdrževanje je enostavno.
- Ti so točni.
- Enostaven za nadzor.
- Učinkovitost pretvorbe moči je visoka.
- Varen in enostaven za uporabo
- Manj hrupa.
- So zelo čisti in manj onesnažujejo ozračje.
- Te so zelo enostavne za vzdrževanje.
Slabosti robotskega aktuatorja vključujejo naslednje.
- Pregrevanje v fiksnih pogojih.
- Potrebujete posebno varnost v vnetljivih okoljih.
- Potrebujete dobro vzdrževanje.
- Uhajanje tekočine bo povzročilo ekološke težave.
- Glasno in hrupno.
- Pomanjkanje kontrol natančnosti.
- Ti so zelo občutljivi na vibracije.
Aplikacije robotskega aktuatorja
Aplikacije robotskih aktuatorjev vključujejo naslednje.
- Aktuator je zelo pomembna komponenta v robotiki, ki spreminja zunanjo energijo v fizično gibanje glede na krmilne signale.
- Električni aktuatorji v robotiki se uporabljajo za spreminjanje električne energije v rotacijsko ali linearno gibanje
- Aktuatorji ustvarjajo sile, ki jih roboti uporabljajo za premikanje sebe in drugih predmetov.
- Aktuatorji so povezani z robotiko, napravami ali protetičnimi rokami, ki se morajo premikati in upogniti.
- Linearni aktuatorji v robotiki spreminjajo električno energijo v linearno gibanje.
- Aktuator je odgovoren za krmiljenje in premikanje sistema ali mehanizma.
Gre torej za robota aktuator – deluje z aplikacijami. Aktuator v robotu je bistvena komponenta, ki deluje kot spoj robota za premikanje robota, vrtenje, roko gor in dol ter spreminja energijo v mehanska gibanja . Najpogostejši vir energije za pogon aktuatorjev je elektrika, lahko pa se uporabljata tudi pnevmatska in hidravlična energija. Tako se nekateri edinstveni aktuatorji na hidravlični pogon uporabljajo za ustvarjanje visoke moči in so odporni na udarce. Tukaj je vprašanje za vas, katere so različne komponente, ki se uporabljajo v robotih?
