Նորություններ

Որպեսզի ռոբոտացված ձեռքը կարողանա ճկուն շարժվել և ճշգրիտ բռնել առարկաները, գլխավորը դրա յուրաքանչյուր հոդի ճշգրիտ կառավարումն է։ Հենց այստեղ էլ սերվոշարժիչներն են իրենց դերը խաղում։ Որպես ռոբոտացված ձեռքի հիմնական շարժիչ բաղադրիչ՝ սերվոշարժիչը էլեկտրական ազդանշանները վերածում է ճշգրիտ անկյունային շարժման, այդպիսով ապահովելով ռոբոտացված ձեռքի դիրքավորումը և կառավարումը։

Սերվոշարժիչների կողմից ռոբոտացված ձեռքերի կառավարման եղանակի հասկացումը ռոբոտների նախագծման և արտադրության աշխարհում կարևորագույն քայլ է։

Ո՞րն է ռոբոտացված ձեռքի սերվոշարժիչով կառավարման հիմնական սկզբունքը։

Սերվոշարժիչը պարունակում է փոքր հաստատուն հոսանքի շարժիչ, փոխանցումային մեխանիզմների հավաքածու և դիրքի հետադարձ կապի պոտենցիոմետր։ Երբ դուք ուղարկում եք կառավարման ազդանշան, կառավարման սխեման համեմատում է այդ ազդանշանը պոտենցիոմետրի կողմից հետ մատակարարվող հոսանքի անկյան հետ։

Եթե ​​անհամապատասխանություն կա, շարժիչը մեկնարկում է՝ օգտագործելով փոխանցման տուփը դանդաղեցնելու և պտտող մոմենտը մեծացնելու համար, ինչը ստիպում է ելքային լիսեռը պտտվել մինչև նշանակված դիրքին հասնելը և կանգ առնելը: Այս փակ ցիկլի կառավարման համակարգը ապահովում է անկյան կառավարման ճշգրտությունը:

Ռոբոտային ձեռքերի համար,յուրաքանչյուր միացում հագեցած է սերվո շարժիչովՀամակարգելով բազմաթիվ սերվոշարժիչների պտտման անկյունները, ռոբոտացված ձեռքի վերջնային էֆեկտորը կարող է հետևել նախապես որոշված ​​​​հետագծին տարածության մեջ։

Օրինակ՝ որպեսզի երեք աստիճանի ազատության ռոբոտային ձեռքը վերցնի սեղանին դրված բաժակը, ուսի, արմունկի և դաստակի հոդերի սերվոշարժիչները պետք է համատեղ աշխատեն՝ հաշվարկելու և կատարելու անկյան անընդհատ փոփոխությունների շարք։

Ինչո՞ւ են սերվոշարժիչները հարմար ռոբոտացված ձեռքի կառավարման համար։

Սերվոները ունեն զգալի առավելություն՝ բարձր ինտեգրացիա։ Դրանք շարժիչը, ռեդուկտորը և կառավարման սխեմաները տեղավորում են կոմպակտ պատյանի մեջ, ինչը մշակողներին տրամադրում է «միացրու և աշխատեցրու» լուծում։

Ռոբոտային ձեռքերի արտադրողներանհրաժեշտ չէ առանձին գնել շարժիչներ և շարժիչներ, ինչպես նաև նրանք կարիք չունեն կատարելու բարդ PID պարամետրերի կարգավորում: Սա զգալիորեն իջեցնում է ռոբոտացված ձեռքերի մուտքի արգելքը և կրճատում մշակման ցիկլը:

Սերվոշարժիչի կողմից ապահովվող կանգառի մոմենտը կարևոր է ռոբոտացված ձեռքի համար: Երբ ռոբոտացված ձեռքը հասնում է նպատակային դիրքին, նույնիսկ եթե այն խաթարվում է արտաքին ուժերի կողմից, սերվոշարժիչը կշարունակի մատակարարել հզորություն՝ անկյունը պահպանելու համար և այդպիսով կցուցաբերի որոշակի աստիճանի «պահող ուժ»:

Հենց այս բնութագիրն է, որը թույլ է տալիս ռոբոտային ձեռքին պահել առարկաները կայուն վիճակում կամ հեշտությամբ չշեղվել նախապես սահմանված դիրքից, երբ այն թեթև բախման է ենթարկվում։

Ինչպես ընտրել ռոբոտային ձեռքի համար ճիշտ սերվո մոդելը

Սերվոշարժիչ ընտրելիս պտտող մոմենտը և արագությունը երկու ամենակարևոր պարամետրերն են: Մոմենտը որոշում է սերվոշարժիչի «ուժը», որը թույլ է տալիս այն հաղթահարել ռոբոտացված ձեռքի օղակների քաշի և բեռի կողմից առաջացած պտտող մոմենտը: Պարզ գնահատման մեթոդն այն է, որ միացման համար անհրաժեշտ պտտող մոմենտը պետք է լինի օղակների և բեռի կողմից առաջացած պտտող մոմենտի առնվազն 1.5 անգամը:

Արագությունը ազդում է ռոբոտային ձեռքի շարժումների սահունության վրա. որքան ցածր է արժեքը, օրինակ՝ 0.1 վայրկյան/60°, այնքան արագ է շարժումը։

Կրթական կամ սեղանադիր ռոբոտական ​​​​ձեռքի նախագծերի համար, ընդհանուրըDS-R003B ՍերվոՇարժիչի մոդելը հաճախ լավ մեկնարկային կետ է՝ գերազանց ծախսարդյունավետությամբ։

Ո՞րն է սերվոշարժիչի կառավարման ազդանշանի կոնկրետ ձևաչափը։

Սերվոները լայնորեն օգտագործում են PWM (Pulse Width Modulation) ազդանշանները կառավարման համար: Կառավարման իմպուլսը որոշվում է ոչ թե լարման մակարդակով, այլ դրա տևողությամբ: Ստանդարտ կառավարման իմպուլսի պարբերությունը սովորաբար 20 միլիվայրկյան է:

Այս ժամանակահատվածում բարձր մակարդակի ազդանշանի տևողությունը տատանվում է 0.5-ից մինչև 2.5 միլիվայրկյան։ Այս իմպուլսի լայնությունը ուղղակիորեն համապատասխանում է ելքային լիսեռի անկյունային տեղաշարժին 0°-ից մինչև 180°։

Մասնավորապես, 0.5 մվ իմպուլսի լայնությունը սովորաբար համապատասխանում է 0° դիրքին, 1.5 մվ՝ 90° չեզոք դիրքին, իսկ 2.5 մվ՝ 180° դիրքին: Այս իմպուլսի ալիքի ձևը որոշակի լայնությամբ ստեղծելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել միկրոկառավարիչի մուտքի/ելքի միացքները:

Ինչպե՞ս ծրագրավորել ռոբոտային ձեռքի համակարգված շարժումը։

Բազմաստիճան ազատության ռոբոտային ձեռքը կառավարելու համար ծրագրավորման օգտագործման ամենակարևոր կողմը կինեմատիկական հաշվարկներն են։ Դուք պետք է հաստատեք «համատեղ տարածությունից» մինչև «կարտեզյան տարածություն» կապը։

Որպես օրինակ վերցնելով ռոբոտացված թևի ծայրային էֆեկտորի գծային շարժումը, դուք պետք է հաշվարկեք այս ուղիղ ճանապարհը հակառակ ուղղությամբ՝ այն վերափոխելով անկյունների հաջորդականության, որոնք ժամանակի ընթացքում փոխվում են յուրաքանչյուր հոդային սերվո շարժիչի համար։

Իրական ծրագրավորման մեջ դուք նախպլանավորել ռոբոտային ձեռքի ծայրային էֆեկտորի ցանկալի հետագիծըԱյնուհետև, օգտագործելով հակադարձ կինեմատիկան, դուք հաշվարկում եք թիրախային անկյունը, որով յուրաքանչյուր սերվո շարժիչ պետք է պտտվի իրական ժամանակում։

Այնուհետև կառավարման վահանակը հաջորդաբար ուղարկում է համապատասխան PWM ազդանշաններ յուրաքանչյուր սերվո շարժիչին՝ ապահովելով, որ դրանք միաժամանակ կամ հաջորդաբար հասնեն իրենց նշանակված դիրքերին։ Սա ապահովում է հարթ, համակարգված կոմպոզիտային շարժումներ։

Սերվո-մեքենայի վրա տեղադրված ռոբոտային ձեռք կառուցելիս տարածված խնդիրներ

Սկսնակների համար ամենատարածված խնդիրն այն է, որ ռոբոտացված ձեռքի հոդերը կարող են թրթռալ կամ ճշգրիտ չհասնել իրենց դիրքերին: Սա, որպես կանոն, առաջանում է անբավարար էլեկտրամատակարարումից: Երբ միաժամանակ աշխատում են մի քանի սերվոմոտորներ, հոսանքի սպառումը շատ բարձր է, ինչը համակարգչի USB միացքը կամ պարզ մարտկոցը չեն կարող բավարարել, ինչը հանգեցնում է լարման կտրուկ անկման:

Լուծումը առանձին, կարգավորվող սնուցման աղբյուրի օգտագործումն է՝ բավարար հզորությամբ, և յուրաքանչյուր սերվոշարժիչի սնուցման գծին զուգահեռ մեծ տարողունակության կոնդենսատոր ավելացնելը՝ հոսանքի պահանջարկը բուֆերացնելու համար։

Անբավարար մեխանիկական կոշտությունը, որը հանգեցնում է չափազանց ամուր հավաքման, մեկ այլ տարածված խնդիր է: Կառուցվածքային տատանումները կվերացնեն սերվո շարժիչի պտտող մոմենտը, մինչդեռ չափազանց ամուր հավաքումը կբարձրացնի շփման դիմադրությունը: Այս երկու իրավիճակներն էլ կարող են հանգեցնել սերվո շարժիչի անճշտ դիրքավորման և նույնիսկ գերտաքացման:

Համոզվեք, որ ձեր ռոբոտացված ձեռքի մասերը ճշգրիտ մշակված են, ապահով կերպով միացված են և որսերվո շարժիչի թիթեղները ճիշտ տեղադրված են՝ առանց սահելուԿոդում համապատասխան շարժման ուշացումներ ավելացնելը կարող է նաև կանխել սերվո շարժիչի թրթռումը գերբեռնվածության պատճառով։