Робототехніка як галузь і цілий клас технологій швидко змінюється та розвивається. Незалежно від того, чи ви любитель, чи досвідчений інженер-робототехнік, вам потрібно знати кожен компонент зсередини та зовні. У деяких випадках ви також повинні знати, як вибирати між кількома різними варіантами.
Так відбувається з двигунами роботів. Незалежно від того, наскільки геніальними можуть бути суглоби робота, вам потрібен правильний продукт, щоб забезпечити всі металеві та пластикові рухи, силу та діапазон.
Які типи двигунів роботів доступні?
Існує кілька категорій двигунів роботів. У кожного з них є підтипи та власні застосування та переваги. Це короткий перелік доступних сьогодні типів.
Роботизовані приводи
Виділяють три види приводів:
- Пневматичні приводи:для роботи вони використовують стиснене повітря. Маючи невелику кількість рухомих частин, вони надійні та прості в обслуговуванні. Вони не можуть контролювати швидкість, позицію та точність так добре, як інші типи, але вони ідеальні для складських завдань, таких як комплектування та завантаження.
- Гідравлічні приводи:Це хороший вибір для великих роботів, які перевозять важкі вантажі. Вони використовують рідину на масляній основі замість повітря для забезпечення руху. Хоча вони більші та шумніші, ніж інші типи, вони точні, але з часом можуть виникнути витоки рідини.
- Електричні приводи:електродвигуни перетворюють електричну енергію в механічну. Сьогодні це найпоширеніший тип у всіх категоріях роботів, оскільки електроенергія є відносно багатим ресурсом. Вони також добре працюють у роботах будь-якого розміру, є компактнішими щодо їх вихідної потужності та їх легше обслуговувати з майже нульовим забрудненням.
Незважаючи на те, що електричні приводи є найпоширенішими та пропонують найширший спектр функцій у робототехніці, вони можуть становити небезпеку в середовищах, що містять вибухові речовини. Вони також потребують більш складної системи команд, ніж інші типи двигунів.
Електродвигуни
У категорії електродвигунів існує кілька різних типів. До цієї категорії відносяться наступні види:
- Двигуни змінного струму (AC):змінний струм можна отримати від звичайної розетки. Двигуни змінного струму використовують це потужне джерело енергії для створення електромагнітної індукції. Інженери віддають перевагу механізмам змінного струму, коли потрібна стабільна швидкість. Однак вони рідко зустрічаються за винятком промислових роботів із високим крутним моментом.
- Двигуни постійного струму (DC):Замість використання настінної розетки двигуни постійного струму зазвичай живляться від батареї. Механізми постійного струму мають різноманітні розміри та пропонують дуже різноманітні діапазони навантажень, а також швидкий час відгуку та маневреність у порівнянні зі змінними моделями.
- Серводвигуни:Також відомі просто як «сервоприводи», включаючи промислові серводвигуни, це одні з найточніших двигунів. Вони підтримують практично миттєве коригування помилок під час роботи. Ці двигуни ідеально підходять для роботизованих рук та інших типів роботів і роботів для співпраці, якщо вам потрібне точне позиціонування та високий крутний момент у невеликій упаковці. При використанні сервоприводів може бути затримка між рухами.
- Крокові двигуни:Крокові двигуни працюють із дуже малими кроками, щоб забезпечити високий крутний момент при утриманні об’єкта нерухомо та точне позиціонування на кожному кроці. Точність цих двигунів часто становить 0.01 градус і 0,1 міліметра. Загальний крутний момент подібний до серводвигуна. Крокові двигуни дорожчі в експлуатації, ніж інші типи з точки зору вимог до потужності.
Як вибрати правильний двигун для свого робота?
Ви можете перевірити пункти вище, щоб звузити вибір двигунів для свого наступного проекту робототехніки. Однак перш ніж перечитувати їх усі, складіть список функцій, які не можна пропустити, які потрібні вашому роботу.
Які завдання він виконуватиме та яка ваша похибка для його рухів?
Уважно вивчіть нормативне середовище, щоб зрозуміти вашу толерантність до забруднення. Забруднення двигуна є не тільки основною причиною несправності двигуна, але також є загрозою для якості продукції у виробничому середовищі, яке не схильне до ризику.
Іншими словами, ви не обов’язково поєднуєте гідравлічний привід із високоякісним об’єктом із високою чистотою, таким як виробництво продуктів харчування чи фармацевтичних препаратів.
Це інші моменти, на які варто звернути увагу під час дослідження різних типів двигунів роботів:
- Співвідношення розміру до потужності:який розмір твоєї збірки? Чи потрібно роботу переміщатися у вузьких просторах, чи потужність важливіша за розмір?
- Обмеження навантаження:Тип приводу, який ви виберете для свого робота, потребує достатнього крутного моменту, щоб справлятися з очікуваними навантаженнями, які він витримуватиме.
- Точність:Який допуск до ненормального руху під час руху робота? Вам потрібен двигун, який забезпечує миттєве та точне виправлення помилок?
- Надійність:Наскільки добре укомплектований ваш відділ технічного обслуговування? Як часто ви очікуєте обслуговування свого робота?
- Споживання ресурсів:Не кожен робот-мотор такий же екологічний, як інші. Крокові двигуни споживають електроенергію навіть в режимі очікування, але іноді вони є єдиним варіантом.
Двигуни для кожного робота
Двигуни охоплюють широкий діапазон від споживчого рівня до широкомасштабного розгортання робототехніки. Якщо ви заздалегідь дослідите нормативне середовище та робоче середовище, ви швидко зрозумієте, що кожна програма робототехніки має моторний тип.