بسیاری از ما رباتهای موجود در داستانهای علمی تخیلی را میشناسیم، اما واقعیت افزایش تعداد واقعی، ماشینی است که میتواند خود را هدایت و راهاندازی کند. این روباتها از قبل برای کارهای خاص خوب برنامهریزی میکنند، مانند کارهای خط مونتاژ، کمکهای جراحی، تحویل/بازیابی انبار، و حتی کارهای خطرناکی مانند من. اکنون روباتها نه تنها میتوانند با درجه بالایی از تکرار کار مقابله کنند، بلکه میتوانند در جهت و انعطافپذیری عملکرد پیچیده را نیز به پایان برسانند.
شکل 1: در حال حاضر ربات به طور گسترده در مناطق کوچک مانند دستگاه SMT، نصب ماشین آلات در مناطق بزرگ، مانند خط مونتاژ خودکار، آنها در خدمات خط مونتاژ، قرار دادن، نصب و جوشکاری و مونتاژ قطعات استفاده می شود و
اجرای این ماشین آلات با کارایی بالا به لطف ارتقاء چندین جنبه زیر است: یکی کمک به آنها و دیگری. گوش دادن 、' دیدن & در سراسر; 、' احساس & در سراسر; صعود سنسور؛ 2 درک توانایی تصمیم گیری در زمان واقعی و پیچیدگی الگوریتم و محاسبه عمل است. سه استفاده از سرعت، دقت و بالا رفتن قدرت مکانیکی موتور برای اجرای این تصمیمات است. هر یک از این جنبهها نقش مهمی در طراحی ربات ایفا کردهاند، زیرا پیشرفت فناوری و همافزایی بین آنها به سرعت به خودی خود ایجاد میشود.
به معنای سنتی، کنترل موتور همیشه یک مشکل دشوار برای مهندس الکترونیک بوده است، زیرا میخواهند تعدادی از مسائل کلیدی را در نظر بگیرند و ما در الکترونیک رایج با آنها کاملاً متفاوت هستیم. خوشبختانه، با توجه به پیشرفت تکنولوژی، درک و مقابله با این مشکلات آسان تر می شود، اما عملکرد با کارایی بالا را ممکن می کند. شرکت TI DRV8816 دو نیم پل، به عنوان مثال، درایوهای موتور از جمله حفاظت کوتاه، زنگ دمای بالا، مانند عملکرد حفاظت داخلی با قدرت بالا، یکپارچه شده است. حالت خواب کم توان خاموش کردن مدار داخلی، به منظور دستیابی به جریان ساکن بسیار کم. کنترلر بسیار یکپارچه و منعکس کننده درایو الکترونیکی و موتوری از نظر انعطاف پذیری و ادغام سلسله مراتب است. موتور
انتخاب
هنگام انتخاب مدل خاص موتور، سه فاکتور اصلی طراحان وجود دارد که باید در نظر بگیرند:
1. حداقل حداکثر سرعت موتور (و شتاب)
2. موتور می تواند حداکثر گشتاور را ارائه دهد و رابطه بین گشتاور و منحنی سرعت
3. عملکرد موتور (بدون سنسور و کنترل حلقه بسته) دقت و تکرارپذیری
البته هنگام انتخاب موتور و بسیاری عوامل دیگر مانند وزن و اندازه، در نظر گرفتن عوامل مهم دیگر، مانند هزینه و اندازه. تقریباً برای تمام درایوهای ربات های کوچک تا متوسط، انتخاب موتور محرک معمولاً دارای موتور dc بدون جاروبک، موتور dc بدون جاروبک (刷)
است. (فرمان) میدان اطراف سیم پیچ روتور. سرعت موتور تابعی از ولتاژ اعمال شده است و بنابراین درخواست درایو زیاد نیست، اما مدیریت گشتاور و موقعیت مربوطه مشکل است. با توجه به سایش موتور، به دلیل کثیف بودن برس و فنر، نیاز به تمیز کردن است و از آنجایی که جرقه های برس و تماس روتور ممکن است به منابع نویز الکترونیکی تبدیل شوند (تداخل الکترومغناطیسی) عواملی مانند شرایط رانندگی و مشکلات قابلیت اطمینان. در نتیجه وجود این مشکلات در اکثر موارد موتور برس برای طراحی ربات کم جذاب ترین گزینه است.
شکل 2: برس در موتور برس، رسانا (با برس مسی یا به احتمال زیاد توسط بلوک های گرافیتی تولید می شود) با روتور روی کنتاکت تماس بگیرید. همانطور که روتور چرخش می کند،
موتور بدون برس با قطبیت جریان سیم پیچ را تغییر می دهد (شکل 3) در دهه 1860 شروع شد، به لطف توسعه دو جنبه: یکی آهنرباهای دائمی قوی، اندازه کوچک، هزینه کم. دوم، اندازه کوچک سوئیچ الکترونیکی با راندمان بالا (معمولاً لوله MOS، اما گاهی اوقات یک ترانزیستور دوقطبی است) با افت فشار کم برای سوئیچ به جریان سیم پیچ. با چرخش برهمکنش بین آهنرباها روی هسته که با موتور برس کموتاتور مکانیکی جایگزین شده است، سیم پیچ ثابت را تغییر دهید. از طریق کنترل دقیق لوله MOS (معمولاً در ساختار پل H پیکربندی می شوند) روشن و خاموش، سوئیچ میدان مغناطیسی سیم پیچ بود. با تغییر فرکانس روشن و خاموش لوله MOS، سرعت موتور قابل کنترل است. علاوه بر این، از طریق یک سنسور، کنترل کننده موتور می تواند به موقعیت ربات برسد، می تواند کنترل بهتری بر عملکرد ربات داشته باشد.
شکل 3: در موتور بدون جاروبک، هنگامی که برهمکنش با آهنربای دائمی روی میدان مغناطیسی سیم پیچ روتور، جریان سیم پیچ در سیم پیچ استاتور کلید الکتریکی است. نمودار، جای خالی روتور متعلق به موقعیت وسط است
