Вести

За да се овозможи роботската рака да се движи флексибилно и прецизно да ги држи предметите во граба, клучот лежи во прецизното контролирање на секој од нејзините зглобови. Токму тука ја играат својата улога серво моторите. Како основна погонска компонента на роботската рака, серво моторот ги претвора електричните сигнали во прецизно аголно движење, со што се постигнува позиционирање и контрола на роботската рака.

Разбирањето како серво моторите ги контролираат роботските раце е клучен чекор во светот на дизајнирањето и производството на роботи.

Кој е основниот принцип на управување со серво мотор на роботска рака?

Серво моторот содржи мал еднонасочен мотор, сет на запчаници и потенциометар за повратна врска на позицијата. Кога испраќате контролен сигнал, контролното коло го споредува тој сигнал со аголот на струјата што го враќа потенциометарот.

Доколку има несовпаѓање, моторот се стартува, користејќи го комплетот запчаници за да забави и зголеми вртежниот момент, предизвикувајќи излезното вратило да ротира додека не ја достигне означената положба и не застане. Овој систем за контрола со затворена јамка ја обезбедува точноста на контролата на аголот.

За роботски раце,секој зглоб е опремен со сервоСо координирање на аглите на ротација на повеќе серво мотори, крајниот ефектор на роботската рака може да следи однапред одредена траекторија во вселената.

На пример, за да се направи роботска рака со три степени на слобода да подигне чаша поставена на маса, серво моторите на зглобовите на рамото, лактот и зглобот треба да работат заедно за да пресметаат и извршат серија континуирани промени на аголот.

Зошто серво моторите се погодни за контрола на роботска рака?

Серво моторите имаат значајна предност: висока интеграција. Тие ги сместуваат моторот, редукцискиот запчаник и контролните кола, сето тоа во компактно куќиште, обезбедувајќи им на програмерите решение „вклучи и пушти“.

Производители на роботски раценема потреба да купувате мотори и драјвери одделно, ниту пак треба да вршат сложено подесување на PID параметрите. Ова значително ја намалува влезната бариера за роботските раце и го скратува циклусот на развој.

Вртежниот момент на застој што го обезбедува серво моторот е клучен за роботската рака. Откако роботската рака ќе ја достигне целната позиција, дури и ако е нарушена од надворешни сили, серво моторот ќе продолжи да снабдува енергија за да го одржи аголот и на тој начин да покаже одреден степен на „сила на држење“.

Токму оваа карактеристика ѝ овозможува на роботската рака да ги држи предметите во стабилна состојба или да не отстапува лесно од претходно поставената положба кога ќе доживее мал судир.

Како да го изберете вистинскиот серво модел за роботска рака

При избор на серво мотор, вртежниот момент и брзината се двата најважни параметри. Вртежниот момент ја одредува „силата“ на серво моторот, овозможувајќи му да го надмине вртежниот момент генериран од тежината на врските на роботската рака и товарот. Едноставен метод за проценка е дека вртежниот момент потребен за спојот треба да биде најмалку 1,5 пати поголем од вртежниот момент генериран од врските и товарот.

Брзината влијае на мазноста на движењата на роботската рака; колку е помала вредноста, како на пример 0,1 сек/60°, толку е побрзо движењето.

За образовни или десктоп проекти за роботска рака, заедничкотоDS-R003B СервоМоделот на моторот често е добра почетна точка со одлична исплатливост.

Кој е специфичниот формат на сигналот за контрола на серво моторот?

Серво моторите широко користат PWM (Модулација на ширината на пулсот) сигнали за контрола. Контролниот импулс не се одредува според нивото на напон, туку според неговото времетраење. Стандардниот период на контролниот импулс е обично 20 милисекунди.

Во овој период, времетраењето на сигналот на високо ниво варира помеѓу 0,5 и 2,5 милисекунди. Оваа ширина на импулсот директно одговара на аголното поместување на излезното вратило од 0° до 180°.

Поточно, ширина на импулсот од 0,5 ms генерално одговара на положбата 0°, 1,5 ms на неутралната положба од 90° и 2,5 ms на положбата од 180°. Треба да ги користите влезно-излезните порти на микроконтролерот за да го генерирате овој импулсен бран со одредена ширина.

Како да се програмира координирано движење на роботска рака?

Најважниот аспект од користењето на програмирање за контрола на роботска рака со повеќе степени на слобода лежи во кинематските пресметки. Треба да се воспостави однос на мапирање од „заеднички простор“ до „картезијански простор“.

Земајќи го линеарното движење на крајниот ефектор на роботската рака како пример, треба да ја пресметате оваа права патека во спротивна насока, трансформирајќи ја во низа од агли што се менуваат со текот на времето за секој серво-мотор на зглобот.

Во вистинското програмирање, првоиспланирајте ја посакуваната траекторија на крајниот ефектор на роботската ракаПотоа, користејќи инверзна кинематика, го пресметувате целниот агол под кој секој серво мотор треба да ротира во реално време.

Контролната табла потоа испраќа соодветни PWM сигнали до секој серво секвенцијално, осигурувајќи се дека тие ќе пристигнат на нивните назначени позиции истовремено или секвенцијално. Ова овозможува непречено, координирано комбинирано движење.

Чести проблеми при градење роботска рака монтирана на серво мотор

За почетниците, најчестиот проблем е што зглобовите на роботската рака може да вибрираат или да не успеат прецизно да ги достигнат своите позиции. Ова генерално е предизвикано од недоволно напојување. Кога повеќе серво мотори работат истовремено, потрошувачката на струја е многу голема, што USB-портата на компјутерот или едноставното пакување батерии не можат да го задоволат, што доведува до нагло опаѓање на напонот.

Решението е да се користи посебно, регулирано напојување со доволна моќност и да се додаде кондензатор со голем капацитет паралелно со напојувачката линија на секој серво мотор за да се амортизира побарувачката на струја.

Недоволната механичка цврстина што доведува до премногу цврсто склопување е уште еден чест проблем. Структурното нишање ќе го распрсне вртежниот момент на сервото, додека премногу цврстото склопување ќе го зголеми отпорот на триење. И двете ситуации можат да доведат до неточно позиционирање на сервото, па дури и до прегревање.

Осигурајте се дека деловите од вашата роботска рака се прецизно обработени, безбедно поврзани и декаплочите на серво погонот се правилно инсталирани без лизгањеДодавањето соодветни доцнења на движењето во кодот може да спречи и вибрации на сервото поради пречекорување.