Jakie są główne części robota?

1. Źródło zasilania

1.1 Baterie

• Baterie litowo-jonowe: Są szeroko stosowane w robotach przenośnych ze względu na ich wysoką gęstość energii, długą żywotność cyklu i stosunkowo niski wskaźnik samorozładowania. Na przykład, wiele robotów konsumenckich, takich jak roboty odkurzające i drony, polega na bateriach litowo-jonowych.

• Baterie niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH): Baterie NiMH oferują dobrą równowagę między kosztem a wydajnością. Są często używane w robotach średniej wielkości, gdzie wymagana jest umiarkowana ilość energii przez dłuższy czas.

• Baterie kwasowo-ołowiowe: Chociaż cięższe i mniej gęste energetycznie niż baterie litowo-jonowe i NiMH, baterie kwasowo-ołowiowe są nadal używane w niektórych dużych robotach przemysłowych ze względu na niski koszt i zdolność do dostarczania wysokich prądów.

1.2 Zewnętrzne zasilanie

• Niektóre roboty, zwłaszcza te w stałych ustawieniach przemysłowych, są podłączone do zewnętrznego zasilania. Zapewnia to ciągłe i stabilne źródło zasilania, eliminując potrzebę ładowania lub wymiany baterii. Na przykład, ramiona robotów w zakładach produkcyjnych są często zasilane z zewnętrznej sieci elektrycznej.

2. Siłowniki

2.1 Silniki elektryczne

• Silniki prądu stałego (DC): Silniki prądu stałego (DC) są prostymi i ekonomicznymi siłownikami powszechnie stosowanymi w małych i średnich robotach. Oferują dobrą kontrolę prędkości i są łatwe do połączenia z mikrokontrolerami. Na przykład, koła robota samochodowego są często napędzane silnikami DC.

• Silniki prądu zmiennego (AC): Silniki prądu zmiennego (AC) są bardziej odpowiednie do zastosowań o dużej mocy i są powszechnie spotykane w dużych robotach przemysłowych. Zapewniają wysoki moment obrotowy i mogą pracować z dużą prędkością, co czyni je idealnymi do zadań takich jak podnoszenie ciężkich przedmiotów.

• Silniki krokowe: Silniki krokowe poruszają się w dyskretnych krokach, umożliwiając precyzyjną kontrolę pozycjonowania. Są szeroko stosowane w aplikacjach, w których wymagany jest dokładny ruch, takich jak drukarki 3D i maszyny CNC.

2.2 Siłowniki pneumatyczne

• Siłowniki pneumatyczne wykorzystują sprężone powietrze do generowania ruchu. Znane są z wysokiego stosunku siły do masy i krótkiego czasu reakcji. Cylindry pneumatyczne są powszechnie stosowane w robotach przemysłowych do zadań takich jak chwytanie i podnoszenie przedmiotów.

2.3 Siłowniki hydrauliczne

• Siłowniki hydrauliczne wykorzystują ciecz pod ciśnieniem do wytwarzania ruchu liniowego lub obrotowego. Są w stanie generować bardzo duże siły i są często używane w ciężkich robotach przemysłowych, takich jak te używane w budownictwie i górnictwie.

3. Czujniki

3.1 Czujniki zbliżeniowe

• Czujniki podczerwieni (IR): Czujniki IR wykrywają obecność obiektów, emitując światło podczerwone i mierząc odbite światło. Są powszechnie używane w robotach do unikania przeszkód i nawigacji. Na przykład, robot odkurzający używa czujników IR do wykrywania ścian i mebli.

• Czujniki ultradźwiękowe: Czujniki ultradźwiękowe działają poprzez emitowanie fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości i mierzenie czasu, jaki zajmuje falom odbicie się od obiektu. Są przydatne do pomiaru odległości i wykrywania obiektów w szerokim zakresie środowisk, w tym w ciemnych lub zakurzonych obszarach.

3.2 Czujniki wizyjne

• Kamery: Kamery są niezbędne dla robotów, które muszą wizualnie postrzegać swoje otoczenie. Mogą być używane do zadań takich jak rozpoznawanie obiektów, rozpoznawanie twarzy i nawigacja. Na przykład, autonomiczne drony używają kamer do przechwytywania obrazów otaczającego środowiska i podejmowania decyzji na podstawie danych wizualnych.

• Czujniki Lidar: Czujniki Lidar (Light Detection and Ranging) wykorzystują wiązki laserowe do tworzenia mapy 3D otoczenia. Są szeroko stosowane w pojazdach autonomicznych i robotach do nawigacji i wykrywania przeszkód, zapewniając bardzo dokładne pomiary odległości.

3.3 Czujniki siły i momentu obrotowego

• Czujniki siły i momentu obrotowego mierzą wielkość siły lub momentu obrotowego przyłożonego do końcówki robota lub jego przegubów. Są kluczowe dla zadań, które wymagają precyzyjnej kontroli siły, takich jak operacje montażowe i chirurgia robotyczna. Na przykład, ramię robota używane w produkcji może używać czujników siły, aby upewnić się, że przykłada odpowiednią siłę podczas montażu komponentów.

4. Kontroler

4.1 Mikrokontrolery

• Mikrokontrolery to małe, zintegrowane układy scalone, które zawierają procesor, pamięć i porty wejścia/wyjścia (I/O). Są "mózgiem" wielu małych i średnich robotów, odpowiedzialnych za przetwarzanie danych z czujników, podejmowanie decyzji i sterowanie siłownikami. Na przykład, mikrokontroler Arduino może być używany do sterowania ruchem prostego ramienia robota.

4.2 Programowalne sterowniki logiczne (PLC)

• PLC to sterowniki klasy przemysłowej przeznaczone do użytku w trudnych warunkach. Są powszechnie stosowane w dużych robotach przemysłowych i systemach automatyki, zapewniając niezawodną kontrolę w czasie rzeczywistym. PLC można zaprogramować do wykonywania złożonych sekwencji operacji i mogą komunikować się z innymi urządzeniami w systemie.

4.3 Kontrolery oparte na komputerach

• W przypadku bardziej zaawansowanych robotów, takich jak pojazdy autonomiczne i roboty humanoidalne, często używane są kontrolery oparte na komputerach. Kontrolery te zazwyczaj składają się z wysokowydajnego komputera ze specjalistycznym oprogramowaniem do percepcji, planowania i sterowania. Mogą przetwarzać duże ilości danych z wielu czujników i podejmować złożone decyzje w czasie rzeczywistym.

5. Narzędzie końcowe

5.1 Chwytaki

• Chwytaki równoległe: Chwytaki równoległe są najpopularniejszym rodzajem narzędzia końcowego używanego w robotach przemysłowych. Składają się z dwóch szczęk, które poruszają się równolegle, aby chwytać obiekty o różnych kształtach i rozmiarach.

• Chwytaki z przyssawkami: Chwytaki z przyssawkami wykorzystują podciśnienie do mocowania do obiektów. Nadają się do obsługi płaskich lub gładkich powierzchni, takich jak arkusze szkła lub elementy elektroniczne.

5.2 Narzędzia

• W zależności od zastosowania, roboty mogą być wyposażone w różne narzędzia jako narzędzia końcowe. Na przykład, ramię robota używane w spawaniu może mieć palnik spawalniczy jako narzędzie końcowe, podczas gdy robot używany do malowania może mieć natrysk farby.

6. Podwozie lub korpus

6.1 Rama konstrukcyjna

• Podwozie lub korpus robota zapewnia wsparcie konstrukcyjne dla wszystkich innych komponentów. Musi być wystarczająco mocne, aby wytrzymać siły i momenty obrotowe generowane przez siłowniki oraz ciężar ładunku. W robotach przemysłowych podwozie jest często wykonane ze stali lub aluminium ze względu na jego wytrzymałość i trwałość.

6.2 Komponenty mobilności (dla robotów mobilnych)

• Koła: Koła są najpopularniejszym elementem mobilności dla robotów naziemnych. Występują w różnych typach, takich jak koła stałe, koła skrętne i koła omni, z których każdy oferuje inny poziom manewrowości.

• Gąsienice: Gąsienice są używane w robotach, które muszą działać na nierównym lub nierównym terenie. Zapewniają lepszą przyczepność i stabilność w porównaniu do kół, co czyni je odpowiednimi do zastosowań takich jak roboty wojskowe i roboty rolnicze.

• Nogi: Roboty kroczące, takie jak roboty humanoidalne i roboty czworonożne, używają nóg do poruszania się. Nogi pozwalają robotom poruszać się w złożonych środowiskach i wykonywać zadania, które są trudne dla robotów kołowych lub gąsienicowych, takie jak wchodzenie po schodach.

•