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安徽合動智能科技有限公司
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助力/動力輔助系統開發助力和“PowerAssistSystem動力輔助系統"是一種“人力+電力"的混合動力模式,主要采用力矩等傳感器檢測運動方向的力或角度,信號傳輸給電子控制單元,電子控制單元根據一定的控制測量,向電動機驅動器發出動作指令,電動機就會根據具體的需要輸出相應大小的力來產生助動力
助力/動力輔助系統開發
助力和“Power Assist System動力輔助系統"是一種“人力+電力"的混合動力模式,主要采用力矩等傳感器檢測運動方向的力或角度,信號傳輸給電子控制單元,電子控制單元根據一定的控制測量,向電動機驅動器發出動作指令,電動機就會根據具體的需要輸出相應大小的力來產生助動力。在外骨骼機器人,助力搬運、提升機械設備,電動代步車,電動助力轉向等場合應用廣泛。
合動智能開發了智能助力機械手的驅動、控制一體化的系統,結構緊湊,生產安裝極為方便,性能可靠,主要特點如下:
序號 | 功能 | 參數 | 序號 | 功能 | 參數 |
1 | 供電電壓 | 48V | 5 | 模擬信號 | 2路 |
2 | 功率 | 500W | 6 | 制動電阻 | 不含,需要外接 |
3 | 電機 | 交流伺服 | 7 | 伺服模式 | 電流、速度、位置 |
4 | 傳感器 | 霍爾和光電編碼器 | 8 | 其它接口 | AD、IO、RS232 |
碰撞保護
隨著機器人應用范圍增大,人們對機器人的要求也越來越高,尤其在機器人安全性能方面。最初研制的機器人只能完成一些簡單的重復任務,不具備人機交互能力;隨著技術的高速發展,機器人趨于智能化,能夠完成更加復雜的任務,例如噴涂、裝配、鉆孔等。
傳統的工業機器人并未配備適當的安全和碰撞檢測系統。因此,為保證機器的安全運行,往往要求配備防護欄,用于保證運行時與人隔離。
但是隨著技術發展,機器人開始承擔越來越復雜的任務。這些任務往往要求工作人員即時介入,因而使得如何實現安全的人機交互成為至關重要的問題。為保證安全,控制器需要實時檢測機器人與工作人員之間是否存在碰撞,并通過相應的控制策略保證碰撞不至于傷害工作人員。
當前,大多數檢測碰撞或碰撞力都是通過添加外部傳感器實現的。
? 采用腕力傳感器來檢測碰撞:該方法可以精確檢測手抓末端的碰撞力,但無法檢測機器人其它部位的碰撞,故而檢測范圍受限,一般應用于磨削力、裝配力等手抓末端碰撞力的檢測。
?采用感知皮膚來檢測碰撞:該方法將感知皮膚覆蓋在機器人全身,可檢測到任意部位的碰撞。但缺點在于,布線比較復雜,抗力較差,且極大的增加了處理器的運算量。凡是使用外部傳感器檢測碰撞或碰撞力的方法,都不可避免的導致系統成本和復雜程度的大幅上升。
?采用電機的電流或者反饋的力矩來檢測碰撞:這是一種能夠廣泛應用于各種工業機器人的方案,無需額外添加傳感器,且檢測范圍能夠覆蓋機器人的整個表面。
綜上,前兩種方法均在不同程度上具有局限性,種方法檢測范圍受限,第二種方法布線復雜,第三種方法則解決了前兩者的不足,前景。
合動智能機器人的碰撞保護技術
考慮到工業機器人的實際工作情況和性能要求,合動智能采用的正是上述第三種方法,即利用機器人自身傳感器來檢測碰撞。
實現碰撞檢測的流程為,通過驅動讀取當前機器人各關節的位置、速度和加速度,再將對應的參數代入下式:
其中
公式中的是過逆動力學算得的電機所需要的力矩,其計算公式包括慣性力項、 科里奧利力和離心力項 、重力項及摩擦力項。而當中的摩擦力項根據選擇的摩擦力模型可分解為粘性摩擦力項、庫侖摩擦力項以及補償。
初步看,該過程類似于拖動示教編程,但接下來對于理論力矩的使用就截然不同了。在碰撞檢測中,此理論力矩值將與通過驅動讀取的實際力矩值進行比對。如產生較大差值(即超出設定的臨界值),則可判斷為機器人遇到了障礙或發生了碰撞。
通過利用電機的電流或反饋的力矩而實現的碰撞檢測,合動智能研發的機器人控制器能夠在不額外添加傳感器的前提下實現機器人本體各部分的碰撞檢測,這不但提高了人機交互的安全性和機器人本身的安全性,也從某種程度上提高了機器人的耐用度,同時延長其使用壽命。
角度傳感器的姿態控制
姿態控制在眾多領域得到廣泛的應用:
1、相機和攝像機的穩定平臺
2、無人機等飛行器
3、無人機等應用的云臺
4、機器人
5、超聲波、光電探測器等傳感器穩定平臺
6、車載火炮發射臺等設備
7、平衡車
姿態控制的核心技術是采用陀螺儀、加速度計、光電編碼器等角度傳感器,測量角度,控制器根據角度信號和一定的控制策略,控制電機,實現被控對象的角度的控制。本研究采用集成三軸陀螺儀和加速度計的MPU6050固態角度傳感器,實現平衡車、四旋翼無人機、云臺的控制,控制板累計量產一萬多套。
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