Компоненты роботов. Основные исполнительные механизмы и электроника роботов

.Компоненты роботов. Основные исполнительные механизмы и электроника роботов

Робот обычно состоит из 5 основных компонентов:

1. Контроллер: Каждый робот управляться контроллером, который регулирует компоненты и поддерживает их совместную работу. Контроллер также позволяет роботу подключаться к другим системам, чтобы он мог работать вместе с другими машинами, процессами или роботами. Почти все роботы предварительно запрограммированы с использованием «обучающих» устройств или автономных программ. В будущем контроллеры с искусственным интеллектом (ИИ) могут позволить роботам думать самостоятельно, даже программировать сами. Это может сделать роботов более самостоятельными и независимыми.

Контроллер

2. Рука – это часть робота, которая имеет датчики для выполнения своих предварительно запрограммированных операций. Они построены так, чтобы напоминать человеческие руки, и имеют плечи, локти, запястья и даже пальцы. Говорят, что каждый сустав дает роботу 1 степень свободы. Простая рука робота с 3 степенями свободы может двигаться тремя способами: вверх и вниз, влево и вправо, вперед и назад. Большинство работающих роботов сегодня имеют 6 степеней свободы, чтобы позволить им достичь любой возможной точки пространства в своей рабочей зоне.

3. Привод: Приводы (секции между соединениями) перемещаются в нужное положение. Как правило, привод приводится в действие пневматическим гидравлическим давлением или электричеством.

Приводы

4. End-Effector. Конечный эффектор можно рассматривать как «руку» на конце роботизированной руки. Существует множество возможных конечных эффекторов, включая захват, вакуумный насос, пинцет, скальпель, паяльную лампу, сварщик, пистолет-распылитель или что-то еще, что поможет ему выполнить свою работу. Некоторые роботы могут менять конечные эффекторы и перепрограммироваться для другого набора задач.

5. Датчик: Датчик отправляет информацию в виде электронных сигналов обратно в контроллер. Датчики также предоставляют контроллеру робота информацию о его окружении и позволяют ему узнать точное положение руки или состояние окружающего мира. Одна из наиболее интересных областей разработки сенсоров – это компьютерное зрение и распознавание объектов. Роботизированные датчики могут обнаруживать инфракрасное излучение, чтобы «видеть» в темноте.

Датчик

Основные исполнительные механизмы

Три типа исполнительных механизмов в основном используются в робототехнике, в зависимости от энергии, которую они преобразовывают:

Гидравлические: они используются в больших роботах, которым требуется скорость при выполнении повторяющихся задач, а также высокая стабильность и механическая прочность при тяжелых нагрузках. Эти приводы классифицируются как гидравлические цилиндры, двигатели и клапаны.

Пневматические: используется в малогабаритных роботах и исполнительных механизмах, которые обычно требуют двух состояний. Пневматические приводы можно разбить на пневматические цилиндры и двигатели.

Электрические: они наиболее подходят для роботов, которым не требуется большая скорость или мощность, но требуют точности и повторяемости, как в случае промышленной робототехники. Их использование в этом секторе особенно интересно из-за их простой установки, простоты управления и надежности. Электроприводы классифицируются как двигатели постоянного тока или серводвигатели, двигатели переменного тока и шаговые двигатели.


Электроника под капотом любого робота может быть разделена на несколько подкатегорий:

· Силовые системы

· Датчики

· Приводы

· Микроконтроллеры и процессоры

· Полезные программные средства

Силовые системы: Роботам, как и людям, нужна энергия, чтобы функционировать. Обычно у роботов есть аккумуляторы, что делает их мобильными и, следовательно, более полезными. Само собой разумеется, что чем больше батарея (чем больше емкость батареи), тем дольше робот может работать. Но не может быть бесконечно большой батареи на маленьком роботе. Это компромисс, который инженеры энергетических систем пытаются сбалансировать.

Датчики: Батареи важны и с ними интересно играть. Но что хорошего в батареях без остальной бортовой электроники? Как и человеческая сенсорная система, которая состоит из глаз, носа, ушей, вкусовых рецепторов и кожи, у роботов тоже есть сенсорная система. Само собой разумеется, что система не так развита, как наша, но в последнее время произошли некоторые значительные улучшения. Типичная сенсорная система робота будет состоять из ряда аналоговых и цифровых датчиков, таких как камера для зрения, микрофоны для восприятия звука, ультразвуковые или инфракрасные датчики для восприятия расстояния (это похоже на эхолокацию у летучих мышей и китов), и гибкие / тактильные датчики для восприятия физических ощущений.

Привод – это устройство, которое помогает вызвать движение в роботе. Приводы могут быть электронными, пневматическими или гидравлическими. Для роботов меньшего размера мы обычно используем электронные приводы, поскольку с ними проще работать, они широко доступны и недороги.

Микроконтроллеры и процессоры: Одна из самых важных частей робота – это мозг! Так же, как человеческий мозг, мозг робота отвечает за управление всеми его действиями. Он состоит из микроконтроллеров и микропроцессоров. Микроконтроллеры – небольшие микросхемы, состоящие из сотен тысяч транзисторов. Они имеют набор программируемых цифровых выводов ввода / вывода, называемых выводами GPIO (общего назначения ввода / вывода), немного флэш-памяти, немного оперативной памяти и небольшое ядро процессора. Микроконтроллер обычно используется для более повторяющихся задач. Их можно запрограммировать на выполнение определенного набора функций и они будут выполнять эти функции одна за другой несколько раз.

Микроконтроллеры и процессоры

Полезные программные инструменты – это предоставленные коды ПО, которое предоставляет инструменты для создания прототипов схем на макете программного обеспечения.


Вернуться в раздел: Основные понятия робототехники Дата публикации 25 марта , 2019

Комментарии

Ваше Имя*
Войдите или Зарегистрируйтесь И Вы сможете общаться на форуме и оставлять комментарии без капчи.

Lerika
#6 Гость: Lerika (9 июня, 2019 в 17:21)

Как всегда, много новой информации, интересно и полезно было ознакомиться, спасибо)

Вася
#5 Гость: Вася (7 мая, 2019 в 14:23)

Помогите собрать робота, жду видео

BioMio
#4 Гость: BioMio (2 мая, 2019 в 23:57)

Робототехника в наше время пользуется огромным спросом, поэтому нелишним будет знать азы роботостроения

Матвей
#3 Гость: Матвей (1 мая, 2019 в 16:20)

Пневматические роботы заинтересовали, как раз сейчас изучаю эту тему

Ирина
#2 Гость: Ирина (12 апреля, 2019 в 18:12)

Спасибо за ценную информацию, обогатили мои знания

MIHAIL89
#1 MIHAIL89 (3 апреля, 2019 в 09:51)
Роботов собрать можно из различных компонентов. И не обязательно те что указанны в вашей статье. В целом спасибо.

Посмотреть товар в Магазине »

Мы в соц сетях

Подпишись на канал Мы на facebook
Яндекс.Метрика

F-studio.biz (Робототехника) © 2018 - 2019 Проекты на Arduino и ЧПУ на Portal-PK.ru
Обратная связь
Подписаться на новости
RSS