Как устроены промышленные роботы манипуляторы: одинаково ли устройство роботов и людей?
2025-03-20
Роботы и люди имеют общую характеристику. Люди и механические роботы. Несмотря на то, что они кажутся противоположными, на самом деле они имеют одну и ту же основную структуру связей (скелетов) и суставов. Базовый скелет промышленные роботы манипуляторы в основном состоит из механических рычагов, которые представляют собой комбинацию шатунов и шарниров. Если соотнести это с человеческим телом, то части, которые могут свободно сгибаться и двигаться, например локти и плечи, являются суставами, а кости, соединяющие эти суставы, эквивалентны звеньям робота. Принципы перемещения суставов и передачи энергии через связи одинаковы как для людей, так и для роботов.
Роботы в целом делятся на два типа в зависимости от того, как устроены их связи: 1) последовательные связи и 2) параллельные связи. Человеческая рука классифицируется как последовательное звено, поскольку ее суставы, плечи, руки и запястья расположены последовательно.
промышленные роботы манипуляторы делится на несколько категорий в зависимости от движения и структуры суставов: с вертикальным шарниром и с горизонтальным шарниром (робот-манипулятор с селективной сборкой соответствия-SCARA).
Сравнение движений робота и человека:
Теперь давайте возьмем пример вертикального шарнирного движения с той же механической структурой, что и человеческая рука.
Робот с вертикальным шарниром представляет собой промышленные роботы манипуляторы со структурой последовательных связей. Обычно он состоит из шести суставов (6 осей).
Ось 1–3 — это талия и руки, а оси 4–6 — от запястья до кончиков пальцев. Первые три оси приводят запястье в определенное положение, а следующие три оси свободно перемещают запястье. Эта 6-осевая конструкция позволяет роботу свободно передвигаться, как человек. Все оси, от первой до шестой, движутся как человек.
Водить машину:
Приводы — это компоненты, которые действуют как суставы в роботе, позволяя роботу перемещать руки вверх и вниз или вращаться, а также преобразовывать энергию в механическое движение. Однако, если это простой двигатель, например, используемый в наборах пластиковых моделей, он не может выполнять точные операции, требующие точного движения и точности 0,01 мм. Поэтому промышленные роботы манипуляторы использует высокофункциональный двигатель, называемый серводвигателем, который может контролировать положение и скорость.
Наиболее распространенным источником энергии для приводов является электричество, но также можно использовать гидравлическую и пневматическую энергию. Некоторые гидравлические приводы уникальны тем, что могут генерировать огромную мощность и устойчивы к ударам.
редуктор:
Редуктор – это устройство, увеличивающее мощность двигателя. Мощность самого двигателя ограничена. Чтобы генерировать огромную мощность, двигатель в основном используется в сочетании с этим редуктором. Если объединить шестерни с разным количеством передач и уменьшить вращение мотора в 10 раз, то мощность мотора увеличится в 10 раз. Это тот же принцип, что и велосипедный переключатель. Велосипеды имеют шестерни разного размера на передних и задних колесах. Обычно трансмиссия используется для переключения передач задних колес. Когда вы выбираете большую передачу и минимизируете количество оборотов колеса, крутить педали становится легче в ущерб скорости.
Кодировщик:
Энкодер — это устройство, которое указывает положение (угол) оси вращения двигателя. Благодаря энкодеру он предоставляет ощутимые данные о том, в каком направлении движется робот и насколько он движется. Обычно оптические энкодеры имеют диск, соединенный с вращающимся валом двигателя. Диск имеет равномерно расположенные прорези, пропускающие свет, а по бокам расположены светоизлучающие диоды (светодиоды) и светопринимающие элементы (фотодиоды), позволяющие различать интенсивность света (светлый и темный). Когда двигатель вращается, свет либо проходит через щель, либо блокируется, поэтому сигнал можно считать, чтобы определить угол и скорость вращения. Это позволяет серводвигателю точно контролировать положение и скорость.
передача инфекции:
Трансмиссия — это компонент, который передает мощность, генерируемую приводом и редуктором. Трансмиссия также может изменять направление и величину мощности. В случае велосипеда цепь, соединяющая шатун с задним колесом, является переключателем. Велосипед приводится в движение за счет приема вращательного движения от педалей и передачи его на заднее колесо с помощью трансмиссии.
Я считаю, что благодаря приведенному выше содержанию каждый понял базовую структуру промышленные роботы манипуляторы. Благодаря ему мы понимаем компоненты, которые строят структуру, — их позиции и роли, которые они играют. Можно подумать, что при рассмотрении вопроса о внедрении роботов на рабочем месте нет необходимости знать или понимать, как они собираются. Тем не менее, наличие общего обзора поможет вам легче понять, какие движения и работы можно выполнять, посмотрев на количество осей, которые имеет робот, или на то, как робот используется в компании.
