Roboteraktuator: Typen, Design, Funktion und seine Anwendungen

Wir wissen, dass Roboter fortschrittliche und hochintelligente elektromechanische Geräte sind, die eine Reihe von täglichen Aufgaben ausführen können. Dieses Gerät kann auf seine Umgebung reagieren und Aktionen ausführen, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen. Roboter werden aus verschiedenen Komponenten hergestellt, aber eine der wichtigsten Komponenten ist der Aktuator. Im Allgemeinen werden Aktuatoren in fast allen Maschinen um uns herum verwendet, wie elektronische Zugangskontrollsysteme, Handy-Vibratoren, Haushaltsgeräte, Fahrzeuge, Roboter und Industriegeräte. Die allgemeinen Aktorbeispiele sind: Elektromotoren , Hebeschrauben, Schrittmotoren, Muskelstimulatoren in Robotern und vieles mehr. Dieser Artikel enthält kurze Informationen zu a Roboteraktuator – Arbeiten mit Anwendungen.

Was ist ein Roboteraktuator?

Ein Aktuator, der in Robotern verwendet wird, um die Räder des Roboters oder Roboterarmgelenke drehen zu lassen oder den Greifer des Roboters zu öffnen/schließen, wird als Roboteraktuator bezeichnet. Je nach Belastung stehen verschiedene Arten von Roboteraktuatoren zur Verfügung. Im Allgemeinen ist die Last mit verschiedenen Faktoren wie Drehmoment, Kraft, Genauigkeit, Betriebsgeschwindigkeit, Stromverbrauch und Präzision verbunden. Das Arbeitsprinzip eines Roboteraktuators besteht darin, die Energie in physische Bewegung umzuwandeln, und die meisten Aktuatoren erzeugen eine lineare oder rotierende Bewegung.

Arten von Roboter-Aktuatoren

Roboteraktuatoren werden entsprechend den Bewegungsanforderungen wie Linearbewegung und Drehbewegung in zwei Typen eingeteilt.

Für lineare Bewegung:

Es gibt zwei Arten von Aktuatoren, die in Robotern für lineare Bewegungsaktivitäten verwendet werden. Linearantriebe und Elektromagnetantriebe.

Linearaktuatoren

Linearantriebe in der Robotik werden verwendet, um den Roboter zu schieben oder zu ziehen, wie sich vorwärts oder rückwärts zu bewegen und den Arm zu strecken. Das aktive Ende dieses Aktuators wird einfach mit dem Hebelarm des Roboters verbunden, um diese Bewegung zu aktivieren. Diese Aktuatoren werden in einer Reihe von Anwendungen in der Robotikindustrie verwendet.

Magnetbetätiger

Solenoid-Aktuatoren sind Linearaktuatoren für spezielle Zwecke, die eine Solenoid-Verriegelung enthalten, die mit elektromagnetischer Aktivität arbeitet. Diese Aktuatoren werden hauptsächlich zum Steuern der Bewegung des Roboters verwendet und führen auch verschiedene Aktivitäten aus, wie z normalerweise von einem externen Mikrocontroller gesteuert.

Für Drehbewegung:

Es gibt drei Arten von Aktuatoren, die in Robotern für Rotationsbewegungen verwendet werden. Gleichstrommotor, Servomotor und Schrittmotor.

DC-Motor-Aktuatoren

Gleichstrommotor-Aktuatoren werden im Allgemeinen zum Drehen von Roboterbewegungen verwendet. Diese Stellantriebe sind in verschiedenen Größen mit Drehmomenterzeugungsfunktion erhältlich. Somit kann es zum Ändern der Geschwindigkeit während rotierender Bewegungen verwendet werden. Durch die Verwendung dieser Aktuatoren werden verschiedene Aktivitäten wie Roboterbohren und Roboterantriebsstrangbewegungen durchgeführt.

Servoaktuatoren

Servomotor-Aktuatoren in der Robotik werden hauptsächlich zur Steuerung und Überwachung von Drehbewegungen verwendet. Dies sind sehr überlegene Gleichstrommotoren, die eine Drehung von 360 Grad ermöglichen, aber eine kontinuierliche Drehung ist nicht zwingend erforderlich. Dieser Aktuator ermöglicht einfach ein Anhalten während einer Drehbewegung. Durch die Verwendung dieses Stellglieds Die Aktivität wie Pick and Place wird ausgeführt . Zu wissen, wie a Pick-N-Place-Roboter funktioniert, klicken Sie auf den Link.

Schrittmotor-Aktuatoren

Schrittmotor-Aktuatoren sind hilfreich, um zu sich wiederholenden Rotationsaktivitäten in Robotern beizutragen. Diese Arten von Stellantrieben sind also eine Kombination aus Gleichstrom- und Servomotorstellantrieben. Diese Schrittmotor-Aktuatoren werden in Automatisierungsrobotern verwendet, wo eine Wiederholbarkeit der Aktivität erforderlich ist.

Roboter-Aktuator-Design

Wir wissen, dass es verschiedene Arten von Aktuatoren gibt, die in Robotern verwendet werden. Hier werden wir erörtern, wie ein Linearaktuator konstruiert wird, der in der Robotik verwendet wird, um eine Drehbewegung in eine lineare Zug-/Druckbewegung umzuwandeln. Diese Bewegung kann also genutzt werden, um Materialien oder Maschinen zu schieben, fallen zu lassen, zu kippen oder anzuheben. Diese Stellantriebe bieten eine saubere und sichere Bewegungssteuerung, die sehr effizient und wartungsfrei ist.

Leistung

Die erste Überlegung beim Entwerfen eines Roboteraktuators ist die Leistung. Um mechanische Leistung zu erhalten, muss Leistung zugeführt werden. Die Menge der mechanischen Leistung kann also durch die zu bewegende Last oder Kraft definiert werden.

Auslastungsgrad

Die Einschaltdauer kann definiert werden als wie oft der Aktuator arbeitet und wie viel Zeit er benötigt. Die Einschaltdauer wird durch die Temperatur des Aktuators bestimmt, wenn er in Bewegung ist, da durch die Wärme Energie verloren geht.

Wenn nicht alle Aktuatoren gleich sind, gibt es einen Unterschied in ihren Arbeitszyklen. Ein weiterer Faktor ist die Last, was insbesondere für Gleichstrommotoren gilt, während andere Faktoren, die die Einschaltdauer bestimmen können, Belastungseigenschaften, Alter und Umgebungstemperatur sind.

Effizienz

Die Stellgliedeffizienz hilft einfach zu verstehen, wie es während des Betriebs funktioniert. Die Effizienz des Aktuators wird also durch die Trennung der erzeugten mechanischen Leistung von der elektrischen Leistung ermittelt.

Aktuatorlebensdauer

Es gibt viele Faktoren, die die Lebensdauer des Stellantriebs verlängern: Beibehaltung des Nennbetriebszyklus, Reduzierung der Seitenlast und Einhaltung der empfohlenen Spannung, Kraft und extremen Umgebungen.

Arbeiten

Roboterantriebe sind hauptsächlich auf Benutzerfreundlichkeit und Effizienz ausgelegt. Das Design eines linearen Roboteraktuators ist die schiefe Ebene, die mit einer Gewindespindel beginnt. Diese Schraube bietet eine Rampe, um Kraft zu erzeugen, die zusammen mit einem größeren Abstand arbeitet, um jede Last zu bewegen. Der Hauptzweck der Konstruktion von Roboterstellgliedern besteht darin, eine Zug-/Druckbewegung bereitzustellen. Die erforderliche Energie zur Bereitstellung der Bewegung ist also manuell oder eine Energiequelle wie Elektrizität, Flüssigkeit oder Luft. Diese Aktuatoren bewegen sich im Allgemeinen Autositze vorwärts und rückwärts, automatische Türen öffnen, Computerlaufwerke öffnen und schließen.

Ausfall des Roboteraktuators

Der Ausfall des Roboteraktuators tritt hauptsächlich aus vielen Gründen auf. Daher können diese Aktuatoren verschiedene Ausfälle erfahren, wie z. B. festsitzende Gelenke oder blockierte, frei schwingende Gelenke und einen vollständigen oder teilweisen Verlust der Betätigungseffizienz. Diese Fehler wirken sich also auf das Verhalten des Roboters aus, wenn die Steuerung des Roboters nicht mit ausreichender Fehlertoleranz ausgelegt wurde.

Wie wählt man einen Aktuator für seinen Roboter aus?

Roboterstellantriebe werden für unterschiedliche Zwecke verwendet, daher sind bei der Auswahl von Stellantrieben viele Aspekte zu berücksichtigen, z

Zweck und beabsichtigte Funktionalität

Der notwendige Aktuatortyp für eine bestimmte Anwendung hängt hauptsächlich vom Einsatzzweck eines Roboters sowie der beabsichtigten Funktionalität ab.

Physische Anforderungen und Einschränkungen

Wann immer entschieden wird, welcher Aktuatortyp verwendet werden soll, müssen Entwickler die physikalischen Anforderungen und Einschränkungen berücksichtigen. Da das Gewicht und die physische Größe des Aktuators eine Schlüsselrolle bei der Anordnung des Aktuators im Roboter spielen, kann sonst ein schwerer Aktuator an einem winzigen Roboterarm dazu führen, dass der Arm aufgrund seines eigenen Gewichts versagt.

Stärke Kraft

Basierend auf ihrer speziellen Verwendung müssen Entwickler die Stärke und Leistung eines bestimmten Aktuators sicherstellen, um die Aufgabe auszuführen.

Kommunikationsprotokoll

Bei der Auswahl eines Aktuators für den Roboter sollte auch das Kommunikationsprotokoll berücksichtigt werden. Viele Aktoren unterstützen einfach die Kommunikation mit PWM (Pulsweitenmodulation), während einige Stellantriebe serielle Kommunikation unterstützen.

Einbauraum & Optionen

Entwickler sollten den verfügbaren Montageplatz im oder am Roboter und die durch den Aktuator selbst gegebenen Montagemöglichkeiten überprüfen. Weil einige Arten von Stellantrieben mit separaten Montageteilen erhältlich sind, mit denen Sie das Gerät in verschiedenen Ausrichtungen montieren können, während andere mit integrierten Befestigungspunkten erhältlich sind, die in einer bestimmten Position und Ausrichtung installiert werden.

Vorteile

Vorteil des Roboterantriebs s umfassen Folgendes.

• Weniger Kosten
• Seine Wartung ist einfach.
• Diese sind genau.
• Einfach zu kontrollieren.
• Die Leistungsumwandlungseffizienz ist hoch.
• Sicher und einfach zu bedienen
• Weniger Lärm.
• Diese sind sehr sauber und weniger Verschmutzung der Atmosphäre.
• Diese sind sehr pflegeleicht.

Nachteile des Roboterantriebs füge folgendes hinzu.

• Überhitzung innerhalb festgelegter Bedingungen.
• Benötigen Sie besondere Sicherheit in brennbaren Umgebungen.
• Benötigen Sie eine gute Wartung.
• Flüssigkeitsaustritt wird ökologische Probleme schaffen.
• Laut lärmend.
• Fehlende Genauigkeitskontrollen.
• Diese sind sehr empfindlich gegenüber Vibrationen.

Anwendungen für Roboteraktuatoren

Die Anwendungen von Roboterstellgliedern umfassen die folgenden.

• Der Aktuator ist eine sehr wichtige Komponente in der Robotik, die die externe Energie in Abhängigkeit von den Steuersignalen in physikalische Bewegung umwandelt.
• Die elektrischen Aktuatoren in der Robotik werden verwendet, um die elektrische Energie in eine Dreh- oder Linearbewegung umzuwandeln
• Aktuatoren erzeugen Kräfte, die Roboter nutzen, um sich selbst und andere Objekte zu bewegen.
• Aktuatoren sind mit Robotern, Geräten oder Armprothesen verbunden, die sich bewegen und biegen müssen.
• Die Linearaktuatoren in der Robotik wandeln elektrische Energie in lineare Bewegung um.
• Ein Aktuator ist für die Steuerung und Bewegung eines Systems oder Mechanismus verantwortlich.

Hier dreht sich also alles um einen Roboter Aktuator – funktioniert mit Anwendungen. Der Aktuator in einem Roboter ist eine wesentliche Komponente, die als Gelenk für den Roboter fungiert, um den Roboter zu drehen, den Arm nach oben und unten zu bewegen und Energie in mechanische Bewegungen umzuwandeln . Die gebräuchlichste Energiequelle zum Antreiben von Stellantrieben ist Elektrizität, jedoch kann auch pneumatische und hydraulische Energie verwendet werden. Daher werden einige einzigartige hydraulisch angetriebene Aktuatoren verwendet, um eine hohe Leistung zu erzeugen und stoßfest zu sein. Hier ist eine Frage an Sie: Was sind die verschiedenen Komponenten, die in Robotern verwendet werden?