Robotaktuator: typer, design, funktion och dess tillämpningar

Vi vet att robotar är avancerade och mycket intelligenta elektromekaniska enheter som kan utföra ett antal dagliga uppgifter. Den här enheten kan reagera på sin omgivning och göra åtgärder för att uppnå en specifik uppgift. Robotar tillverkas med olika komponenter men en av de viktiga komponenterna är ställdonet. Generellt sett används ställdon i nästan alla maskiner runt omkring oss som elektroniska passersystem, mobiltelefonvibratorer, hushållsapparater, fordon, robotar och industriella enheter. De allmänna exemplen på ställdon är; elektriska motorer , jackskruvar, stegmotorer, muskelstimulatorer inom robotar och många fler. Den här artikeln ger kort information om en robot ställdon – arbeta med applikationer.

Vad är en robotaktuator?

Ett manöverdon som används i robotar för att få robotens hjul att svänga eller robotarmslederna att vrida sig eller för att öppna/stänga robotens gripdon kallas ett robotmanöverdon. Det finns olika typer av robotaktuatorer tillgängliga baserat på belastningen. I allmänhet är belastningen associerad med olika faktorer som vridmoment, kraft, noggrannhet, drifthastighet, strömförbrukning och precision. Funktionsprincipen för en robotaktuator är att ändra energin till fysisk rörelse och de flesta ställdon genererar linjär eller roterande rörelse.

Typer av robotaktuatorer

Robotaktuatorer klassificeras i två typer enligt rörelsekraven som linjär rörelse och rotationsrörelse.

För linjär rörelse:

Det finns två typer av ställdon som används i robotar för linjär rörelse, de är; linjära ställdon och solenoidställdon.

Linjära ställdon

Linjära ställdon i robotteknik används för att trycka eller dra roboten som att flytta framåt eller bakåt och armförlängning. Det här ställdonets aktiva ände är helt enkelt ansluten till robotens spakarm för att aktivera denna rörelse. Dessa ställdon används i ett antal tillämpningar inom robotindustrin.

Solenoidställdon

Solenoidställdon är linjära ställdon för speciella ändamål som inkluderar en solenoidspärr som fungerar på elektromagnetisk aktivitet. Dessa ställdon används huvudsakligen för att styra robotens rörelse och utför även olika aktiviteter såsom start & backning, spärr, tryckknapp, etc. Solenoider används normalt för tillämpningar av spärrar, ventiler, lås och tryckknappar som är styrs normalt av en extern mikrokontroller.

För rotationsrörelse:

Det finns tre typer av ställdon som används i robotar för roterande rörelseaktivitet, de är; DC-motor, servomotor och stegmotor.

DC-motorställdon

DC-motorställdon används vanligtvis för att vrida robotrörelse. Dessa ställdon finns i olika storlekar med förmåga att generera vridmoment. Således kan den användas för att ändra hastighet under roterande rörelser. Genom att använda dessa ställdon utförs olika aktiviteter som robotborrning och robotdriven rörelse.

Servoställdon

Servomotorställdon inom robotik används främst för att styra och övervaka roterande rörelse. Dessa är mycket överlägsna DC-motorer som tillåter 360 graders rotation, men kontinuerligt varv är inte obligatoriskt. Detta ställdon tillåter helt enkelt stopp under en roterande rörelse. Genom att använda detta ställdon, aktiviteten som pick and place utförs . Att veta hur en Välj N Place-robot fungerar klicka på länken.

Stegmotorställdon

Stegmotorställdon är till hjälp för att bidra till repetitiva roterande aktiviteter inom robotar. Så dessa typer av ställdon är en kombination av både DC- och servomotorställdon. Dessa stegmotorställdon används i automationsrobotar där repeterbarhet av aktivitet är nödvändig.

Robotaktuatordesign

Vi vet att det finns olika typer av ställdon som används i robotar. Här ska vi diskutera hur man designar ett linjärt ställdon som används inom robotteknik för att ändra roterande rörelse till en linjär drag-/skjutrörelse. Så denna rörelse kan användas för att glida, släppa, luta eller lyfta material eller maskiner. Dessa ställdon ger ren och säker rörelsekontroll som är mycket effektiv och underhållsfri.

Kraft

Den första faktorn när man designar ett robotställdon är Power. För att få mekanisk ström ut, är det viktigt att ha ström in. Så, mängden mekanisk ström ut kan definieras av lasten eller kraften som ska flyttas.

Arbetscykel

Duty cycle kan definieras som hur ofta ställdonet kommer att arbeta och hur lång tid det kommer att använda. Driftcykeln bestäms av ställdonets temperatur när den är i rörelse eftersom strömförsörjningen går förlorad under hela värmen.

När alla ställdon inte är samma, så finns det en skillnad i deras arbetscykler. Ytterligare en faktor är belastningen, vilket särskilt gäller likströmsmotorer, medan andra faktorer som kan bestämma arbetscykeln är belastningsegenskaper, ålder och omgivningstemperatur.

Effektivitet

Manöverdonets effektivitet hjälper helt enkelt till att förstå hur det kommer att fungera under drift. Så ställdonets effektivitet hittas genom att separera mekanisk kraft som genereras av elektrisk kraft.

Ställdonets livslängd

Det finns många faktorer som förlänger ställdonets livslängd är; att hålla sig i den nominella arbetscykeln, minska sidobelastningen och hålla sig i rekommenderad spänning, kraft och extrema miljöer.

Arbetssätt

Robotaktuatorer är huvudsakligen designade för enkel användning och effektivitet. Designen av ett linjärt robotställdon är det lutande planet som börjar med en gängad ledskruv. Denna skruv ger en ramp för att generera kraft som arbetar tillsammans med ett större avstånd för att flytta någon last. Huvudsyftet med design av robotaktuatorer är att ge drag-/skjutrörelse. Så den energi som krävs för att ge rörelsen är manuell eller någon energikälla som elektricitet, vätska eller luft. Dessa ställdon rör sig i allmänhet bilbarnstolar framåt och bakåt, öppna automatiska dörrar, datordiskar som öppnar och stängs.

Robotaktuatorfel

Robotaktuatorfelet uppstår huvudsakligen på grund av många orsaker. Så dessa ställdon kan uppleva olika fel som fastnade leder eller låsta, fritt svängande leder och total eller partiell förlust av aktiveringseffektivitet. Så dessa fel kommer att påverka robotens beteende om robotens styrenhet inte har utformats med tillräcklig feltolerans.

Hur man väljer ett ställdon för din robot?

Robotaktuatorer används för olika ändamål, så det finns många aspekter att ta hänsyn till när man väljer manöverdon som

Syfte & avsedd funktionalitet

Den nödvändiga ställdontypen för en specificerad applikation beror huvudsakligen på syftet med en robot samt den avsedda funktionaliteten.

Fysiska krav och begränsningar

Närhelst vilken typ av ställdon bestäms att använda, måste utvecklarna titta på de fysiska kraven och begränsningarna. Eftersom ställdonets vikt och fysiska storlek spelar en nyckelroll när ställdonet placeras i roboten, annars kan ett tungt ställdon på en liten robotarm göra att armen går sönder i sin egen vikt.

Styrka & Kraft

Baserat på deras speciella användning måste utvecklare säkerställa styrkan och kraften hos ett specificerat ställdon för att utföra uppgiften.

Kommunikationsprotokoll

Kommunikationsprotokollet bör också beaktas vid val av ställdon för roboten. Många ställdon stödjer helt enkelt kommunikation med PWM (pulsbreddsmodulering) medan vissa ställdon stödjer seriell kommunikation.

Monteringsutrymme och tillval

Utvecklare bör verifiera monteringsutrymmet som kan erhållas i eller på roboten och monteringsalternativen som ges av ställdonet själv. Eftersom vissa typer av ställdon är tillgängliga med separat monteringsutrustning som gör att du kan montera enheten i olika orienteringar medan andra är tillgängliga med integrerade monteringspunkter, som installeras i en viss position och orientering.

Fördelar

Fördel med robotaktuator s inkluderar följande.

• Mindre kostnad
• Dess underhåll är lätt.
• Dessa är korrekta.
• Lätt att kontrollera.
• Effektomvandlingseffektiviteten är hög.
• Säker och enkel att använda
• Mindre ljud.
• Dessa är mycket rena och mindre föroreningar till atmosfären.
• Dessa är mycket lätta att underhålla.

Nackdelar med robotaktuator inkluderar följande.

• Överhettning under fasta förhållanden.
• Behöver särskild säkerhet i brandfarliga miljöer.
• Behöver bra underhåll.
• Vätskeläckage kommer att skapa ekologiska problem.
• Högt & bullrigt.
• Brist på noggrannhetskontroller.
• Dessa är mycket känsliga för vibrationer.

Robotaktuatorapplikationer

Tillämpningarna av robotaktuatorer inkluderar följande.

• Ställdonet är en mycket betydelsefull komponent inom robotik som ändrar den externa energin till fysisk rörelse beroende på styrsignalerna.
• De elektriska ställdonen inom robotik används för att ändra den elektriska energin till roterande eller linjär rörelse
• Ställdon genererar krafter som robotar använder denna kraft för att flytta sig själva och andra föremål.
• Ställdon är förknippade med robotar, enheter eller protesarmar som behöver röra sig och böjas.
• De linjära ställdonen inom robotik ändrar elektrisk energi till linjär rörelse.
• Ett ställdon ansvarar för att styra och flytta ett system eller en mekanism.

Alltså handlar allt om en robot ställdon – fungerar med applikationer. Ställdonet i en robot är en viktig komponent som fungerar som led för roboten att flytta roboten rotera, arm upp och ner och den ändrar energi till mekaniska rörelser . Den vanligaste energikällan för att driva ställdon är elektricitet, men pneumatisk och hydraulisk energi kan också användas. Så några unika hydrauldrivna ställdon används för att generera hög effekt och är stöttåliga. Här är en fråga till dig, vilka är de olika komponenterna som används i robotar?