7 عنصر کلیدی که باعث نوآوری رباتیک می شوند

تصور کنید که به یک کارخانه بسیار خودکار می روید که در آن دست های رباتیک به دقت قطعات پیچیده الکترونیکی را جمع می کنند در حالی که ربات های متحرک به راحتی بین قفسه ها حرکت می کنند.پشت این صحنه های چشمگیر هماهنگی کامل هفت جزء اصلی ربات وجود داردچه چیزی به این ماشین های ظاهراً سرد چنین قابلیت های قابل توجهی می دهد؟ بیایید معماری داخلی را که رباتیک مدرن را ممکن می کند بررسی کنیم.

سیستم های قدرت رباتیک انرژی را برای تمام اجزای خود از جمله موتورها، کنترل کننده ها، سنسورها و سایر دستگاه های الکترونیکی فراهم می کنند. بدون قدرت قابل اعتماد، ربات ها نمی توانند کار کنند.سیستم های فعلی عمدتاً از سه روش قدرت استفاده می کنند:

• برق:رایج ترین راه حل برای روبات های صنعتی و همکاری، با استفاده از قدرت AC یا DC با بسته های باتری داخلی یا خارجی.
• پنوماتیک:استفاده از هوا فشرده برای کاربردهای سبک و با سرعت بالا که دقت آن کمتر مهم است.
• هیدرولیک:مناسب ترین برای کاربردهای سنگین که نیاز به نیروی قابل توجهی مانند عملیات بلند کردن یا چاپ دارند.

نرم افزار نحوه حرکت، واکنش و سازگاری روبات ها با محیط خود را تعریف می کند. از برنامه نویسی حرکت اساسی تا تصمیم گیری مبتنی بر هوش مصنوعی، نرم افزار برای تمام سیستم های روبات ضروری است.

پلتفرم های مدرن به طور فزاینده ای رابط های بدون کد بصری را در خود جای می دهند که به غیر مهندسان اجازه می دهد از طریق ابزار نمایش یا کشیدن و رها کردن روبات ها را برنامه ریزی کنند.بسیاری از آنها اکنون از محیط های برنامه نویسی استاندارد مانند پایتون یا ROS در کنار SDK های اختصاصی پشتیبانی می کنند..

به عنوان مغز ربات، سیستم های کنترل ورودی های سنسور را پردازش می کنند، برنامه های نرم افزاری را اجرا می کنند و دستورات را به موتورها و محرک ها ارسال می کنند. بیشتر روبات های صنعتی از PLC استفاده می کنند،میکروکنترلرها یا کامپیوترهای صنعتی به عنوان واحدهای کنترل که دستورات را در زمان واقعی اجرا می کنند در حالی که بازخورد سنسور را در خود جای می دهند.

سنسورها با جمع آوری داده ها در مورد موقعیت، فاصله، فشار، درجه حرارت و ورودی های بصری، هوشیاری محیطی را به روبات ها می دهند. انواع رایج سنسورها عبارتند از:

• سنسورهای نزدیکی برای تشخیص اشیاء
• سیستم های نظارت بر دمای
• رمزگذاری کننده ها و IMU ها برای اندازه گیری موقعیت و تعادل
• سیستم های بینایی برای تشخیص اشیاء
• سنسورهای نیروی/قلب برای اندازه گیری فشار

این قطعات سیگنال های کنترل را به حرکت فیزیکی تبدیل می کنند. اکثر روبات ها برای کنترل دقیق حرکت از موتورهای servo یا stepper استفاده می کنند.محرک ها موتورها را با اجزای مکانیکی مانند دنده ها و پیوندها ترکیب می کنند تا حرکت را تولید کنند - اساساً به عنوان "عضلات" ربات عمل می کنند. "

در حالی که این دستگاه ها به بازوهای رباتیک متصل می شوند، برای انجام وظایف خاص با محیط تعامل دارند. انواع رایج عبارتند از:

• مشعل های جوشکاری و پیچ پیچ برای مونتاژ
• اسپریگرهای رنگ و ماشین های پاک کننده برای درمان سطح
• دستگیره های خلاء برای دستکاری مواد
• دستگیره های مختلف مکانیکی، خلاء یا مغناطیسی

ساختار مکانیکی یک ربات شامل قاب، مفاصل، شاسی و تمام اجزای تحرک آن است. این پایه فیزیکی اندازه، شکل، قدرت و توانایی حرکت را تعیین می کند.انتخاب مواد (فولاد)، فیبر کربن یا آلومینیوم) به طور قابل توجهی بر ویژگی های عملکرد مانند سرعت، ظرفیت بار مفید و بهره وری انرژی تاثیر می گذارد.

در آینده، ادغام هوش مصنوعی، حسگرهای پیشرفته و طرح های ماژولار به پیشرفت قابلیت های رباتیک ادامه می دهد.معماری اساسی بدون تغییر باقی می ماند - هر ربات به این هفت جزء اصلی وابسته است که در هماهنگی کامل کار می کنند تا قابلیت اطمینان را ارائه دهند، عملکرد ایمن در برنامه های کاربردی به طور فزاینده پیچیده.