Новини

DSPOWER е компания, основана през 2013 г., и е производител, фокусиран върху научноизследователска и развойна дейност, производство и обучение за роботизирани сервомотори,интелигентни сервомотори на роботи, сервомотори за дронове и свързани аксесоари.

От създаването си, ние се фокусираме върху изискванията на роботите и сервомоторите за дронове, и проектираме и разработваме серво продукти, подходящи за потребители на роботи.

Днес ще споделим нашите решения за роботизирани ръце.

Роботизираната ръка извършва контрол на движението, сякаш в стоманения си скелет е вложена душа, а сервомоторът е невероятно прецизният командир. В работилницата за научноизследователска и развойна дейност на DSPOWER всеки ден можем да видим как тези компоненти се превръщат от чертежи в живи механични танцьори.

Днес искам да ви разкажа как сервомоторът кара роботизираната ръка да работи толкова гъвкаво, колкото и човешката ръка, което включва както прецизно зацепване на зъбни колела, така и интелигентно планиране.

Как серво контролира ъгъла на роботизирана ръка

Сервомоторът е снабден с високоинтелигентна система за обратна връзка. Потенциометър следи позицията на изходния вал в реално време при получаване на управляващ сигнал. След сравняване на тази позиция с целевата позиция, той незабавно регулира въртенето на двигателя.

Това е подобно на докосването на предмет с ръка, докато си предпазвате очите, където пръстите ви непрекъснато извършват малки корекции, докато се постигне прецизно позициониране. Сервомоторът, който ние щателно проектирахме за почистващи роботи, използва TTL серийна комуникация, което позволява на всяка става да докладва независимо данни за позицията.Това гарантира, че когато роботното рамо остане под предварително зададения ъгъл, грешката е по-малка от 0,5 градуса.

В практически приложения всяка става в роботизираната ръка трябва да се координира под различни ъгли. Например, при хващане на наклонена чаша, сервомоторът на китката трябва да компенсира наклон от 15 градуса, докато сервомоторът на рамото поддържа опора от 30 градуса.

Тази многоъглова координация изисква сервомоторите да реагират бързо. Използваме метална зъбна система, която може да поддържа стабилност на позицията дори при въртящ момент от 85 kgf.cm, подобно на добавяне на устойчиви на умора мускули към роботизираната ръка.

Защо е необходимо няколко сервомотора да работят заедно?

Едно единствено серво устройство може да постига само прости движения, докато роботизираната ръка трябва да работи с максималната плавност на човешка ръка. Представете си, че държите химикалка и пишете; това действие изисква координирано движение на китката, лакътя и рамото.

В петосевата роботизирана прахосмукачка, разработена от нашия партньор, сервомоторите на предните шарнири поемат натоварването, сервомоторите на средните шарнири контролират движението на удължаване, а сервомоторите на крайните шарнири извършват фини движения. Това разделение на труда е подобно на симфоничния оркестров ансамбъл между различните инструменти.

В система с множество сервомотори, контролът на времето е особено важен. Веднъж имахме случай, в който роботизирана ръка трептеше, докато хващаше яйце. По-късно открихме, че това се дължи на 10 милисекунди забавяне в реакцията на сервомоторите на китката и пръстите. Чрез подобряване на разпределението на PWM сигнала успяхме да постигнем перфектна синхронизация на всички сервомотори, като обучен хор. Сега тази система може плавно да хване сурово яйце, без да го счупи.

Как серво въртящият момент влияе на роботизираната ръка?

Това е подобно на усещането от треперене на човешка ръка.

По-високият въртящ момент обаче не винаги е по-добър. Прекомерният въртящ момент увеличава консумацията на енергия и може да доведе до обемисти конструкции. Сервомоторите, които проектирахме за настолни роботи, могатпостигане на най-деликатните операции с въртящ момент от 6,3 kgf.cmКлючът е да се съобрази въртящият момент с изискванията за натоварване на роботизираната ръка, точно както при избора на автомобилен двигател не винаги е необходимо да се стремите към максимална мощност.

Как да изберем модел серво за роботизирана ръка

Когато избирате модел серво, вземете предвид работния сценарий на робота. За приложения, които изискват чести стартирания и спирания, се препоръчва цифрово серво с функция за спиране. Един клиентски случай, с който се сблъскахме, включваше автоматизирана производствена линия, която изисквашероботното рамо да постига 20 прецизни спирания в минутаКонвенционалните аналогови сервомотори биха страдали от кумулативни грешки, докато цифровите сервомотори, с по-високата си честота на опресняване, перфектно се справят с този проблем.

Съответствието на размерите също е от решаващо значение. В миналото някои клиенти поставяха стандартни сервомотори в компактни роботизирани рамена, което водеше до лошо разсейване на топлината. Впоследствие разработихме специално проектиран 26-милиметров сервомотор за захващане, който е с 40% по-малък, като същевременно поддържа въртящ момент от 3 kg·cm. Все едно шиете дрехи за роботизирана ръка – те трябва да позволяват свободно движение, без да са твърде хлабави.

Какви са разликите в протоколите за серво управление?

PWM протоколът, подобно на проводник тип „бит-бит“, предава команди чрез импулсна ширина, докато TTL серийният протокол, подобно на разговор, може да предава по-сложни параметри. В лабораторията DSPOWER често сравняваме тези два протокола.

ШИМ е подходящ за просто управление от точка до точка, като например включване или изключване на светлина, докатоTTL може едновременно да получава множество сигнали за обратна връзка, като например позиция, температура и ток.

В момента все повече роботизирани ръце приемат хибридни протоколи, като например нашия проект за бионична роботизирана ръка. Основните движения използват ШИМ управление, за да осигурят производителност в реално време, докато фината настройка с TTL предава подробни параметри.

Това е като шофиране на кола, където трябва да използвате педалите, за да контролирате скоростта, и таблото, за да следите състоянието. Тази гъвкава конфигурация позволява на роботизираните ръце да се адаптират към все по-сложни работни среди.

Как да подобрим точността на сервоуправлението

Подобряването на точността изисква както хардуер, така и софтуер. В хардуера използваме прецизно обработени зъбни колела с размер 0,1 мм, за да намалим хлабината в трансмисията. Клиент съобщи...постоянно 2-милиметрово клатушкане в края на роботизираното рамоСлед разследване установихме, че това е причинено от хлабина в зацепването на зъбните колела.

Чрез замяна на зъбните колела със спирална зъбна конструкция проблемът беше решен. Това е подобно на часовников механизъм: точността на всяко зъбно колело влияе върху цялостното отчитане на времето.

Също толкова важен е софтуерът. Нашата система против трептене предвижда инерцията на движението на роботизираното рамо и я компенсира предварително. Например, по време на аварийно спиране, тя генерира обратен сигнал за фина настройка, за да елиминира превишаването, причинено от инерцията, подобно на това как опитен шофьор леко натиска педала на спирачката, за да осигури плавно и безпрепятствено спиране.