Жаңалықтар

Роботтық қолдың икемді қозғалуы және нысандарды дәл ұстауы үшін кілт оның әрбір буынын дәл басқаруда. Дәл осы жерде сервомоторлар өз рөлін атқарады. Роботтық қолдың негізгі жетек құрамдас бөлігі ретінде сервоқозғалтқыш электр сигналдарын дәл бұрыштық қозғалысқа түрлендіреді, осылайша робот қолының орналасуы мен басқаруына қол жеткізеді.

Сервоқозғалтқыштардың роботтық қолдарды қалай басқаратынын түсіну роботты жобалау және өндіру әлеміндегі маңызды қадам болып табылады.

Роботтық қолды сервомоторды басқарудың негізгі принципі қандай?

Сервоқозғалтқышта шағын тұрақты ток қозғалтқышы, беріліс жинағы және позицияға кері байланыс потенциометрі кіреді. Басқару сигналын жіберген кезде, басқару тізбегі бұл сигналды потенциометрмен қайтарылатын ток бұрышымен салыстырады.

Егер сәйкессіздік болса, қозғалтқыш баяулату және айналу моментін арттыру үшін беріліс жинағын пайдалана отырып, шығыс білігінің белгіленген орынға жеткенше айналуына және тоқтауына әкеліп соғады. Бұл жабық циклді басқару жүйесі бұрышты басқарудың дәлдігін қамтамасыз етеді.

Роботтық қолдар үшін,әрбір қосылыс сервомен жабдықталған. Бірнеше сервоқозғалтқыштардың айналу бұрыштарын үйлестіру арқылы роботтық қолдың соңғы эффекторы кеңістікте алдын ала белгіленген траекториямен жүре алады.

Мысалы, робот қолды үш дәрежелі еркіндікте үстелге қойылған шыныаяқты көтеру үшін иық, шынтақ және білек буындарының сервомоторлары үздіксіз бұрыштық өзгерістер сериясын есептеу және орындау үшін бірге жұмыс істеуі керек.

Неліктен сервомоторлар қолды роботтық басқаруға жарамды?

Сервоның маңызды артықшылығы бар: жоғары интеграция. Олар қозғалтқышты, редукторды және басқару схемасын ықшам корпуста орналастырады, бұл әзірлеушілерге «қос және ойнату» шешімін береді.

Роботтық қол өндірушілеріқозғалтқыштар мен драйверлерді бөлек сатып алудың қажеті жоқ, сондай-ақ оларға күрделі PID параметрін реттеуді орындау қажет емес. Бұл роботты қолдар үшін кіру кедергісін айтарлықтай төмендетеді және даму циклін қысқартады.

Сервоқозғалтқыш беретін тоқтау моменті робот қолы үшін өте маңызды. Роботтық қол мақсатты позицияға жеткеннен кейін, тіпті сыртқы күштер кедергі келтірсе де, сервомотор бұрышты ұстап тұру үшін қуат беруді жалғастырады және осылайша белгілі бір дәрежеде «ұстау күші» көрсетеді.

Дәл осы қасиет робот қолына заттарды тұрақты күйде ұстауға немесе шамалы соқтығысқан кезде алдын ала орнатылған қалыптан оңай ауытқымауға мүмкіндік береді.

Роботтық қол үшін дұрыс сервомодельді қалай таңдауға болады

Сервоқозғалтқышты таңдағанда, момент пен жылдамдық екі маңызды параметр болып табылады. Айналым моменті сервоқозғалтқыштың «күшін» анықтайды, бұл оған робот қолының буындарының салмағы мен жүктің әсерінен туындаған моментті жеңуге мүмкіндік береді. Қарапайым бағалау әдісі - түйіспеге қажетті айналу моменті буындар мен жүктемеден кем дегенде 1,5 есе көп болуы керек.

Жылдамдық робот қолының қозғалыстарының тегістігіне әсер етеді; 0,1 сек/60° сияқты мән неғұрлым төмен болса, қозғалыс соғұрлым жылдамырақ болады.

Білім беру немесе жұмыс үстеліндегі роботтық қол жобалары үшін, ортақDS-R003B сервоМотор моделі көбінесе тамаша үнемділігі бар жақсы бастапқы нүкте болып табылады.

Сервоқозғалтқышты басқару сигналының нақты пішімі қандай?

Серволар басқару үшін PWM (импульстік ені модуляциясы) сигналдарын кеңінен пайдаланады. Басқару импульсі кернеу деңгейімен емес, оның ұзақтығымен анықталады. Стандартты басқару импульсінің кезеңі әдетте 20 миллисекундты құрайды.

Осы кезеңде жоғары деңгейлі сигналдың ұзақтығы 0,5 пен 2,5 миллисекунд аралығында өзгереді. Бұл импульс ені шығыс білігінің 0°-тан 180°-қа дейінгі бұрыштық ығысуына тікелей сәйкес келеді.

Атап айтқанда, импульстік ені 0,5 мс әдетте 0° күйіне, 1,5 мс 90° бейтарап күйге және 2,5 мс 180° күйіне сәйкес келеді. Белгілі бір ені бар осы импульстік толқын пішінін жасау үшін микроконтроллердің енгізу/шығару порттарын пайдалану қажет.

Роботтық қолдың үйлесімді қозғалысын қалай бағдарламалауға болады?

Көптеген еркіндік дәрежесін басқару үшін бағдарламалауды қолданудың ең маңызды аспектісі кинематикалық есептеулерде жатыр. «Біріккен кеңістіктен» «декарттық кеңістікке» карталық қатынас орнату керек.

Мысал ретінде робот қолының соңғы эффекторының сызықтық қозғалысын алсақ, бұл түзу жолды қарама-қарсы бағытта есептеу керек, оны әрбір бірлескен серво үшін уақыт өте келе өзгеретін бұрыштар тізбегіне айналдырады.

Нақты бағдарламалауда сіз біріншіробот қолының соңғы эффекторының қажетті траекториясын жоспарлаңыз. Содан кейін кері кинематиканы пайдаланып, әрбір серво нақты уақытта айналуы керек мақсатты бұрышты есептейсіз.

Содан кейін басқару тақтасы әр сервоға сәйкес PWM сигналдарын ретімен жіберіп, олардың тағайындалған орындарына бір уақытта немесе ретімен жетуін қамтамасыз етеді. Бұл тегіс, үйлестірілген композициялық қозғалыстарға қол жеткізеді.

Серво орнатылатын роботтық қолды құру кезінде жиі кездесетін мәселелер

Жаңадан бастаушылар үшін ең жиі кездесетін мәселе - роботты қолдың буындары дірілдеу немесе өз орындарына дәл жете алмау. Бұл әдетте жеткіліксіз қуат көзімен байланысты. Бірнеше серволар бір уақытта жұмыс істегенде, ток күші өте жоғары болады, бұл компьютердің USB порты немесе қарапайым батарея жинағы сәйкес келе алмайды, бұл кернеудің күрт төмендеуіне әкеледі.

Шешім - жеткілікті қуаты бар бөлек, реттелетін қуат көзін пайдалану және ағымдағы сұранысты буферлеу үшін әрбір сервоның қуат желісіне параллель үлкен сыйымдылық конденсаторын қосу.

Тым тығыз жинақтауға әкелетін жеткіліксіз механикалық қаттылық - тағы бір жиі кездесетін мәселе. Құрылымдық тербеліс сервомоментті таратады, ал тым тығыз құрастыру үйкеліс кедергісін арттырады. Осы жағдайлардың екеуі де сервоның дұрыс емес орналасуына және тіпті қызып кетуіне әкелуі мүмкін.

Роботтық қол бөліктерінің дәл өңделгенін, сенімді жалғанғанын жәнесервожетектің пластиналары сырғып кетпей дұрыс орнатылған. Кодқа сәйкес қозғалыс кідірістерін қосу сонымен қатар асып кету салдарынан серво дірілінің алдын алады.