Balita

Upang paganahin ang isang robotic na braso na kumilos nang flexible at tumpak na hawakan ang mga bagay, ang susi ay nakasalalay sa tumpak na pagkontrol sa bawat dugtungan nito. Ito ay tiyak kung saan gumaganap ang mga servo motor ng kanilang papel. Bilang pangunahing bahagi ng drive ng robotic arm, ang servo motor ay nagko-convert ng mga de-koryenteng signal sa tumpak na angular na paggalaw, sa gayon ay nakakamit ang pagpoposisyon at kontrol ng robotic arm.

Ang pag-unawa kung paano kinokontrol ng mga servo motor ang mga robotic arm ay isang mahalagang hakbang sa mundo ng disenyo at pagmamanupaktura ng robot.

Ano ang pangunahing prinsipyo ng servo motor control ng isang robotic arm?

Ang isang servo motor ay naglalaman ng isang maliit na DC motor, isang gear set, at isang position feedback potentiometer. Kapag nagpadala ka ng control signal, ikinukumpara ng control circuit ang signal na iyon sa kasalukuyang anggulo na ibinabalik ng potentiometer.

Kung may pagkakaiba, magsisimula ang motor, gamit ang gear set upang pabagalin at pataasin ang torque, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng output shaft hanggang sa maabot nito ang itinalagang posisyon at huminto. Tinitiyak ng closed-loop control system na ito ang katumpakan ng angle control.

Para sa mga robotic arm,bawat joint ay nilagyan ng servo. Sa pamamagitan ng pag-coordinate ng mga anggulo ng pag-ikot ng maraming servo motors, ang end effector ng robotic arm ay maaaring sumunod sa isang paunang natukoy na tilapon sa espasyo.

Halimbawa, upang makagawa ng tatlong antas ng kalayaan na robotic arm na kunin ang isang tasa na inilagay sa isang mesa, ang mga servo motor ng balikat, siko, at mga kasukasuan ng pulso ay kailangang magtulungan upang makalkula at magsagawa ng isang serye ng patuloy na pagbabago ng anggulo.

Bakit ang mga servo motor ay angkop para sa robotic arm control?

Ang Servo ay may malaking kalamangan: mataas na pagsasama. Inilalagay nila ang motor, reduction gear, at control circuitry sa loob ng isang compact housing, na nagbibigay sa mga developer ng "plug and play" na solusyon.

Mga tagagawa ng robotic armhindi kailangang bumili ng mga motor at driver nang hiwalay, at hindi rin nila kailangang magsagawa ng kumplikadong pag-tune ng parameter ng PID. Ito ay makabuluhang nagpapababa sa entry barrier para sa mga robotic arm at nagpapaikli sa development cycle.

Ang stall torque na ibinigay ng servo motor ay mahalaga para sa robotic arm. Sa sandaling maabot ng robotic arm ang target na posisyon, kahit na ito ay nabalisa ng mga panlabas na pwersa, ang servo motor ay patuloy na magbibigay ng kapangyarihan upang mapanatili ang anggulo at sa gayon ay magpapakita ng isang tiyak na antas ng "holding force".

Ito ang katangiang nagbibigay-daan sa robotic arm na hawakan ang mga bagay sa isang matatag na estado o hindi madaling lumihis mula sa preset na postura kapag nakatanggap ito ng kaunting banggaan.

Paano Pumili ng Tamang Servo Model para sa Robotic Arm

Kapag pumipili ng servo motor, ang metalikang kuwintas at bilis ay ang dalawang pinakamahalagang parameter. Tinutukoy ng torque ang "puwersa" ng servo motor, na nagpapagana nito na malampasan ang torque na nabuo ng bigat ng mga link ng robotic arm at ang pagkarga. Ang isang simpleng paraan ng pagtatantya ay ang torque na kinakailangan para sa joint ay dapat na hindi bababa sa 1.5 beses ang torque na nabuo ng mga link at load.

Ang bilis ay nakakaapekto sa kinis ng mga paggalaw ng robotic arm; mas mababa ang value, gaya ng 0.1 sec/60°, mas mabilis ang paggalaw.

Para sa mga proyektong pang-edukasyon o desktop robotic arm, ang karaniwanServo ng DS-R003BAng modelo ng motor ay madalas na isang magandang panimulang punto na may mahusay na pagiging epektibo sa gastos.

Ano ang tiyak na format ng servo motor control signal?

Ang mga Servo ay malawakang gumagamit ng mga signal ng PWM (Pulse Width Modulation) para sa kontrol. Ang control pulse ay hindi tinutukoy ng antas ng boltahe, ngunit sa tagal nito. Ang karaniwang control pulse period ay karaniwang 20 milliseconds.

Sa panahong ito, ang tagal ng mataas na antas ng signal ay nag-iiba sa pagitan ng 0.5 at 2.5 millisecond. Ang lapad ng pulso na ito ay direktang tumutugma sa angular na displacement ng output shaft mula 0° hanggang 180°.

Sa partikular, ang 0.5ms pulse width ay karaniwang tumutugma sa 0° na posisyon, 1.5ms sa 90° neutral na posisyon, at 2.5ms sa 180° na posisyon. Kailangan mong gamitin ang I/O port ng microcontroller para makabuo ng pulse waveform na ito na may partikular na lapad.

Paano i-program ang coordinated na paggalaw ng isang robotic arm?

Ang pinakamahalagang aspeto ng paggamit ng programming para makontrol ang maraming antas ng kalayaan na robotic arm ay nasa kinematic calculations. Kailangan mong magtatag ng relasyon sa pagmamapa mula sa "joint space" hanggang sa "Cartesian space."

Isinasaalang-alang ang linear na paggalaw ng end effector ng robotic arm bilang isang halimbawa, kailangan mong kalkulahin ang tuwid na landas na ito sa kabaligtaran ng direksyon, na ginagawa itong isang pagkakasunud-sunod ng mga anggulo na nagbabago sa paglipas ng panahon para sa bawat magkasanib na servo.

Sa aktwal na programming, ikaw munaplanuhin ang gustong trajectory ng end effector ng robotic arm. Pagkatapos, gamit ang inverse kinematics, kinakalkula mo ang target na anggulo na dapat paikutin ng bawat servo sa real time.

Ang control board pagkatapos ay nagpapadala ng kaukulang mga signal ng PWM sa bawat servo nang sunud-sunod, tinitiyak na dumating sila sa kanilang mga itinalagang posisyon nang sabay-sabay o sa pagkakasunud-sunod. Nakakamit nito ang makinis, pinagsama-samang mga paggalaw ng composite.

Mga Karaniwang Problema Kapag Gumagawa ng Servo Mounted Robotic Arm

Para sa mga nagsisimula, ang pinakakaraniwang problema ay ang mga robotic arm joints ay maaaring mag-vibrate o mabigong maabot nang tumpak ang kanilang mga posisyon. Ito ay karaniwang sanhi ng hindi sapat na supply ng kuryente. Kapag maraming servos ang sabay-sabay na gumagana, ang kasalukuyang draw ay napakataas, na hindi matugunan ng isang computer USB port o isang simpleng battery pack, na humahantong sa isang matinding pagbaba ng boltahe.

Ang solusyon ay ang paggamit ng hiwalay, regulated power supply na may sapat na kapangyarihan, at magdagdag ng malaking kapasidad na kapasitor na kahanay sa bawat linya ng kuryente ng servo upang buffer sa kasalukuyang pangangailangan.

Ang hindi sapat na mekanikal na tigas na humahantong sa sobrang higpit na pagpupulong ay isa pang karaniwang problema. Ang structural wobbling ay magwawaldas ng servo torque, habang ang sobrang higpit na pagpupulong ay magpapataas ng frictional resistance. Pareho sa mga sitwasyong ito ay maaaring humantong sa hindi tumpak na pagpoposisyon ng servo at kahit na sobrang init.

Tiyaking ang iyong mga robotic na bahagi ng braso ay tumpak na na-machine, secure na konektado, at angAng mga servo drive plate ay maayos na naka-install nang walang slippage. Ang pagdaragdag ng naaangkop na mga pagkaantala sa paggalaw sa code ay maaari ding maiwasan ang servo vibration dahil sa overshoot.