01 Συμπέρασμα Πρώτον: Πρόκειται για έναν εξαιρετικά ενσωματωμένο μηχανοτρονικό ενεργοποιητή
Κρίνοντας απλώς από την εμφάνιση, αυτή η άρθρωση μοιάζει με έναν χοντρό μεταλλικό κύλινδρο. Μόλις αποσυναρμολογηθεί, ωστόσο, αποκαλύπτεται ως μια ολοκληρωμένη ρομποτική μονάδα κίνησης που ενσωματώνει τα ακόλουθα συμπιεσμένα υποσυστήματα:
- Κινητήρας χωρίς ψήκτρες: Μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε ροπή περιστροφής
- Μηχανισμός μείωσης: Μετατρέπει τη χαμηλή ροπή υψηλής ταχύτητας του κινητήρα σε υψηλή ροπή χαμηλής ταχύτητας για την άρθρωση
- Οδηγός ισχύος MOS: Παρέχει ελεγχόμενο ρεύμα στον τριφασικό κινητήρα
- Κύριο MCU ελέγχου: Εκτελεί έλεγχο κινητήρα, δειγματοληψία σήματος, επικοινωνία και λογική προστασίας
- Δειγματοληψία ρεύματος: Εκτιμά τη ροπή εξόδου και χρησιμεύει ως βάση για τον έλεγχο FOC
- Μαγνητικός κωδικοποιητής: Ανιχνεύει γωνία περιστροφής και θέση πολλαπλών στροφών
- Αισθητήρας θερμοκρασίας NTC: Παρακολουθεί τη θερμική κατάσταση του κινητήρα
- Διεπαφή επικοινωνίας και εντοπισμού σφαλμάτων: Συνδέεται με το συνολικό δίκτυο ελέγχου ρομπότ και υποστηρίζει εργοστασιακές δοκιμές και συντήρηση
- Μεταλλικό περίβλημα και φλάντζα εξόδου: Αντέχει στα δομικά φορτία κατά την κίνηση του ρομπότ
Αυτό σηματοδοτεί τη μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των αρθρώσεων ανθρωποειδών ρομπότ και των συνηθισμένων κινητήρων: οι τυπικοί κινητήρες χρειάζεται μόνο να περιστρέφονται, ενώ οι αρθρώσεις ρομπότ πρέπει να γνωρίζουν συνεχώς τη θέση τους, τη ροπή εξόδου, την κατάσταση ασφαλείας της θερμοκρασίας λειτουργίας και την υπόλοιπη χωρητικότητα εξόδου.
02 Εμφάνιση & Δομή: Κοίλος άξονας, μεταλλικό περίβλημα και άκρο εξόδου υψηλής ακαμψίας
Σχήμα 2: Η μπροστινή πλευρά της σύνδεσης υιοθετεί ένα μεγάλο άκρο εξόδου που στερεώνεται με πυκνές βίδες, με μια οπή διαμπερούς στο κέντρο.
Το πιο αξιοσημείωτο εξωτερικό χαρακτηριστικό είναι η κεντρική οπή. Αυτή η δομή δεν είναι απλώς διακοσμητική, αλλά προσφέρει εξαιρετικά πρακτικά οφέλη για τον συνολικό σχεδιασμό του ρομπότ:
- Τα καλώδια τροφοδοσίας, τα καλώδια επικοινωνίας και τα καλώδια αισθητήρων μπορούν να ακολουθήσουν μικρότερες διαδρομές δρομολόγησης.
- Οι καλωδιώσεις είναι λιγότερο πιθανό να εκτεθούν όταν πολλαπλές συνδέσεις είναι συνδεδεμένες σε σειρά.
- Ο κίνδυνος γρατσουνίσματος, έλξης ή παγίδευσης καλωδίων σε μηχανισμούς κατά την κίνηση των αρθρώσεων υπό μεγάλη γωνία μειώνεται.
- Για μέρη πολλαπλών βαθμών ελευθερίας όπως τα πόδια, η μέση και οι ώμοι, η κοίλη δομή βοηθά στη βελτίωση της συνολικής πυκνότητας συναρμολόγησης του ρομπότ.
Σχήμα 3: Πολλαπλά σύνολα διεπαφών είναι ορατά στο πλάι, υποδεικνύοντας ότι αυτή η σύνδεση χειρίζεται ταυτόχρονα την τροφοδοσία ρεύματος, την επικοινωνία, την αποσφαλμάτωση και την πιθανή σύνδεση αλυσιδωτής σύνδεσης.
Το μεταλλικό περίβλημα και οι πυκνά διατεταγμένες μπροστινές βίδες αποκαλύπτουν ότι η άρθρωση έχει σχεδιαστεί για να αντέχει σημαντικά δομικά φορτία. Όταν ένα ανθρωποειδές ρομπότ περπατάει, κάνει οκλαδόν ή στέκεται όρθιο, οι αρθρώσεις του δεν δέχονται μόνο τη ροπή του κινητήρα, αλλά και τις ακτινικές δυνάμεις, τις αξονικές δυνάμεις, τα φορτία κρούσης και τη ροπή παροδικής αντίδρασης. Επομένως, τέτοιες μονάδες πρέπει να κατασκευάζονται ως ένα ολοκληρωμένο δομικό σύνολο που να συνδυάζει τον κινητήρα, τον μειωτήρα, τα ρουλεμάν και τη φλάντζα εξόδου.
03 Συνολική διάταξη PCBA: Κυκλώματα ισχύος, ελέγχου, ανίχνευσης και επικοινωνίας ενσωματωμένα σε μία ενιαία κυκλική πλακέτα