Новости

Компания DSPOWER начала свою деятельность в 2013 году и является производителем, специализирующимся на исследованиях, разработках, производстве и обучении в области сервоприводов для роботов.интеллектуальные роботизированные сервоприводы, сервоприводы дронов и сопутствующие аксессуары.

С момента своего основания мы сосредоточились на потребностях роботов и сервоприводов дронов, а также спроектировали и разработали сервопродукты, подходящие для пользователей роботов.

Сегодня мы расскажем о наших решениях в области роботизированных рук.

Роботизированная рука управляет движением, словно вливая душу в стальной скелет, а сервопривод выполняет невероятно точную функцию. В научно-исследовательском центре DSPOWER мы каждый день видим, как эти компоненты превращаются из чертежей в живых механических танцоров.

Сегодня я хочу рассказать вам, как сервопривод позволяет роботизированной руке работать так же гибко, как и человеческая рука, что включает в себя как точное зацепление шестеренок друг с другом, так и интеллектуальное планирование.

Как сервопривод управляет углом наклона роботизированной руки

Сервопривод оснащён высокоинтеллектуальной системой обратной связи. Потенциометр отслеживает положение выходного вала в режиме реального времени при получении управляющего сигнала. Сравнивая это положение с заданным, он немедленно корректирует вращение двигателя.

Это похоже на прикосновение к предмету рукой, прикрыв глаза, когда пальцы постоянно совершают мельчайшие корректировки, пока не достигнуто точное положение. Сервопривод, который мы тщательно разработали для роботов-уборщиков, использует последовательную связь TTL, что позволяет каждому сочленению независимо передавать данные о положении.Это гарантирует, что когда манипулятор робота остается под заданным углом, погрешность составит менее 0,5 градуса.

На практике каждый сустав роботизированной руки должен координироваться под разными углами. Например, при захвате наклонной чашки сервопривод запястья должен компенсировать наклон в 15 градусов, в то время как сервопривод плеча поддерживает наклон в 30 градусов.

Такая многоугловая координация требует от сервоприводов быстрого реагирования. Мы используем металлическую систему передач, которая способна сохранять устойчивость положения даже при крутящем моменте 85 кгс·см, подобно добавлению устойчивых к усталости мышц к роботизированной руке.

Почему необходимо, чтобы несколько сервоприводов работали вместе?

Один сервопривод может выполнять лишь простые взмахи, а роботизированная рука должна действовать с предельной плавностью человеческой руки. Представьте, что вы держите ручку и пишете: это действие требует скоординированных движений запястья, локтя и плеча.

В пятиосевом роботе-пылесосе, разработанном нашим партнеромСервоприводы сочленений передней ступени несут нагрузку, сервоприводы сочленений средней ступени управляют выдвижением, а сервоприводы концевых ступеней обеспечивают точные движения. Такое разделение труда подобно симфоническому оркестровому ансамблю между различными инструментами.

В системе с несколькими сервоприводами контроль синхронизации особенно важен. Однажды у нас был случай, когда роботизированная рука дрожала, захватывая яйцо. Позже мы обнаружили, что это было вызвано 10-миллисекундной задержкой отклика сервоприводов запястья и пальца. Улучшив распределение ШИМ-сигнала, мы смогли добиться идеальной синхронизации всех сервоприводов, подобно искусно сыгранному хору. Теперь эта система может плавно захватывать сырое яйцо, не разбивая его.

Как крутящий момент сервопривода влияет на роботизированную руку?

Это похоже на ощущение дрожания человеческой руки.

Однако более высокий крутящий момент не всегда означает лучшее. Чрезмерный крутящий момент увеличивает потребление энергии и может привести к созданию громоздких конструкций. Сервоприводы, разработанные нами для настольных роботов, могут…выполнять самые тонкие операции с крутящим моментом 6,3 кгс.см. Главное — подобрать крутящий момент в соответствии с нагрузкой, которую должна выдерживать роботизированная рука, так же, как при выборе автомобильного двигателя не всегда нужно гнаться за максимальной мощностью.

Как выбрать модель сервопривода роботизированной руки

При выборе модели сервопривода учитывайте условия эксплуатации робота. Для приложений, требующих частых запусков и остановок, рекомендуется цифровой сервопривод с функцией торможения. Один из наших клиентов столкнулся с автоматизированной производственной линией, для которой требовалосьРобот-манипулятор сможет совершать 20 точных остановок в минуту. Обычные аналоговые сервоприводы страдают от накопления ошибок, в то время как цифровые сервоприводы с их более высокой частотой обновления идеально решают эту проблему.

Соответствие размеров также имеет решающее значение. Раньше некоторые заказчики устанавливали стандартные сервоприводы в компактные роботизированные руки, что приводило к плохому отводу тепла. Впоследствии мы разработали специальный 26-миллиметровый сервопривод захвата, который на 40% меньше, сохраняя при этом крутящий момент 3 кг·см. Это как шить одежду для роботизированной руки: она должна обеспечивать свободу движений, но не быть слишком свободной.

Каковы различия в протоколах сервоуправления?

Протокол ШИМ, подобно проводнику с импульсным управлением, передаёт команды с помощью ширины импульса, в то время как последовательный протокол ТТЛ, подобно разговору, может передавать более сложные параметры. В лаборатории DSPOWER мы часто сравниваем эти два протокола.

ШИМ подходит для простого управления по точкам, например, для включения или выключения света, в то время какТТЛ может одновременно получать несколько сигналов обратной связи, такие как положение, температура и ток.

В настоящее время всё больше роботизированных рук используют гибридные протоколы, например, наш проект бионической роботизированной руки. Базовые движения используют ШИМ-управление для обеспечения производительности в режиме реального времени, а тонкая настройка с помощью ТТЛ позволяет передавать подробные параметры.

Это похоже на вождение автомобиля, где нужно использовать педали для управления скоростью и приборную панель для контроля состояния. Такая гибкая конфигурация позволяет роботизированным манипуляторам адаптироваться к всё более сложным рабочим условиям.

Как повысить точность управления сервоприводом

Для повышения точности требуется как аппаратное, так и программное обеспечение. В аппаратном обеспечении мы используем шестерни с точностью обработки 0,1 мм для уменьшения люфта в трансмиссии. Клиент сообщилпостоянное колебание в 2 мм на конце роботизированной рукиПосле расследования мы обнаружили, что причиной этого был люфт в зацеплении шестерён.

Проблема была решена заменой шестерён на косозубую конструкцию. Это похоже на работу часового механизма: точность каждой шестерёнки влияет на общий ход часов.

Не менее важно и программное обеспечение. Наша система предотвращения сотрясений прогнозирует инерцию движения роботизированной руки и заранее её компенсирует. Например, при экстренной остановке она генерирует сигнал обратной подстройки, чтобы исключить перерегулирование, вызванное инерцией, подобно тому, как опытный водитель плавно нажимает на педаль тормоза, обеспечивая плавную и беспрепятственную остановку.